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中科院动物所发现第一次细胞命运决定的新模式,EditSprings,艾德思

网络 | 2019/01/18 10:48:53  | 152 次浏览



中国科学院动物研究所周琪课题组与李伟课题组的合作研究文章" Asymmetric expression of LincGET biases cell fate in 2-cell mouse embryos '于 12 月 13 日在<细胞>(Cell) 在线发表.该研究发现小鼠发育过程中的第一次细胞命运决定事件在 2- 细胞胚胎时期就发生,通过一个长非编码 RNA LincGET 在 2- 细胞胚胎两个卵裂球之间的差异表达及下游调控来影响细胞的第一次命运选择.

一个哺乳动物个体有超过 200 种不同的细胞类型,而所有的细胞类型都由一个初始细胞 —— 受精卵,不断地分裂和分化形成.在受精卵的分裂和发育过程中,第一次细胞命运的选择发生在什么时期?这一选择是怎样发生的?这是生殖与发育生物学研究的一个重要的基础问题.小鼠的早期胚胎发育是研究细胞多能性和细胞命运决定的最常见模型.前人研究证据表明,小鼠胚胎早在 4- 细胞期甚至 2- 细胞期,不同卵裂球之间就已经出现了差异 .目前已知的能够调控细胞命运选择的分子差异最早出现在 4- 细胞时期.那么在更早的 2- 细胞胚胎时期是否有可能已经启动了细胞命运的选择呢?

2016 年,周琪课题组和东北农业大学刘忠华课题组曾合作发现了一个内源逆转录病毒相关的长非编码 RNA , LincGET ,是小鼠胚胎发育超过 2- 细胞期所必需的 .鉴于 LincGET 在小鼠发育中具有如此重要的功能,周琪和李伟两课题组合作团队的研究人员对 LincGET 在早期细胞命运决定中的作用及详细机制进行了进一步深入探索.研究发现, LincGET 的表达水平在小鼠 2- 细胞期和 4- 细胞期的各个卵裂球之间是不均等的.通过显微注射的方式在 2- 细胞胚胎的一个卵裂球中过表达 LincGET ,能使该卵裂球的子细胞选择内细胞团( inner cell mass, ICM )命运.进一步的机制研究显示, LincGET 与 CARM1 形成复合体,偏好性地结合转座序列,建立激活型染色质修饰 H3R26me2 ,增加全基因组染色质的开放程度,提高多能性相关基因的表达水平,从而促使具有更高 LincGET 表达水平的胚胎细胞倾向于选择 ICM 命运倾向.

该工作首次将小鼠第一次细胞命运分化的选择推到了 2- 细胞胚胎时期,并发现其关键分子是一个内源逆转录病毒相关的长非编码 RNA .这将为探索早期胚胎的全能性调控以及第一次细胞命运分化机理奠定重要基础,并为建立更高多能性甚至全能性的干细胞提供了新的理论参考.同时,该研究也拓展了长非编码 RNA 的功能研究,为研究早期胚胎中内源逆转录病毒序列和长非编码 RNA 的功能提供了新的思路.

该研究工作由动物所和中科院干细胞与再生医学创新研究院合作完成.博士后王加强/王乐韵,副研究员冯桂海,助理研究员王昱凯为文章共同第一作者,研究员周琪和李伟为文章的共同通讯作者.该课题得到中科院/科技部和国家自然科学基金委的资金支持.

 

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