中国科学家获表观遗传学研究重大突破

　　2016年09月14日讯 同济大学高绍荣团队首次从全基因组水平上揭示了小鼠植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3和HK27me3修饰建立过程，并发现宽的H3K4me3修饰在植入前胚胎发育过程中对基因表达发挥重要调控作用。相关成果发表于《自然》。

　　高绍荣研究组利用极少量的细胞检测了小鼠植入前胚胎发育各个时期的组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰变化情况，这两个修饰分别对应基因的激活和沉默。

　　研究人员发现，组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰的建立规律明显不同，H3K4me3修饰的建立更迅速，并且倾向于建立在CpG含量较高且DNA甲基化水平较低的启动子区域，而H3K27me3修饰的建立比较缓慢，并且倾向于建立在CpG含量较低的启动子区域。

　　此次最重要的发现是看到，虽然H3K4me3修饰在2-细胞时期之后很少出现完全的建立和去除，但H3K4me3信号的宽度却在不断变化，并且在早期胚胎的基因组中存在大量宽的（>5kb）H3K4me3信号。而这种宽的H3K4me3信号在细胞系以及普通的体细胞中含量都很低。重要的是，这些宽的H3K4me3信号跟基因的高表达以及细胞的发育命运都有很密切的关系，这预示着在早期胚胎中，H3K27me3等修饰还没有完全建立起来，细胞对基因表达的调控可能有着完全不同的表观遗传调控机制。

　　研究还发现在胚胎发育过程中，H3K4me3修饰的宽度会逐步变化，表明宽的H3K4me3修饰在早期胚胎发育过程中，作为一种可调节表观遗传修饰，精确调控了各个时期基因的表达，并可能在更多生理过程中发挥重要作用。

　　表观遗传简介

　　表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化（DNA methylation），基因组印记（genomic imprinting），母体效应（maternal effects），基因沉默（gene silencing），核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑（RNA editing）等。