科学家揭示克隆胚胎发育异常表观遗传机制

(记者黄鑫)同济大学教授高绍荣和张勇的研究团队通过对不同发育命运的克隆胚胎进行全基因组DNA甲基化分析，揭示了异常的DNA甲基化是导致移植后克隆胚胎发育异常的关键因素。这项研究最近发表在《细胞干细胞》杂志上。

虽然体细胞克隆已经在许多动物中获得成功，但是克隆胚胎中的DNA甲基化的重编程过程及其对克隆效率的影响在很大程度上还不清楚。在这项研究中，研究人员首次利用微量细胞的全基因组亚硫酸氢盐测序技术，绘制了具有不同发育命运的克隆胚胎在植入前发育过程中的全基因组DNA甲基化模式。发现在克隆胚胎的早期发育过程中，相关位点的DNA甲基化的动态变化被重新甲基化。通过比较具有不同发育命运的克隆胚胎和处于同一发育阶段的正常受精胚胎之间的DNA甲基化差异，研究人员确定了广泛的去甲基化位点，并且这种去甲基化现象在发育迟缓的克隆胚胎中更加明显。更重要的是，通过干扰脱氧核糖核酸甲基化酶的表达，可以有效降低克隆胚胎中异常的脱氧核糖核酸甲基化水平，激活克隆胚胎的特异性转录物，提高克隆胚胎的体外和体内发育效率。由此获得的克隆动物的胎盘发育也得到了显著的改善，这是以前各种表观遗传疾病的解决方案所没有实现的，从而为研究移植后克隆胚胎的异常发育提供了新的思路。

同时，研究人员发现克隆胚胎的异常DNA甲基化和组蛋白修饰重编程缺陷是两个相对独立的障碍。通过敲除脱氧核糖核酸甲基化酶和过量表达组蛋白去甲基化酶，克隆成功率可提高到17%左右。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.07.017

中国科学新闻(2018-10-23，第一版集锦)