北京基因组所揭示哺乳动物染色体3D结构
从配子到胚胎发育历程中的全基因组重编程变革
人类DNA如果拉成一条直线 ，长度约莫是2米 ，但一般的细胞核的直径却仅有5～10微米左右。因此基因组DNA如何合理的折叠存放到细胞核里 ，是一个很是重要的科学问题。现有研究标明,基因组DNA的三维空间折叠对细胞核如何指挥细胞功效的发挥起着很是重要的作用。关于大大都动物包括我们人类来讲 ，生命起始于精子和卵子的结合。然而 ，精子的细胞核、卵子的细胞核结构却和我们身体中其它的体细胞保存很是大的差别。精子细胞核很是小、只有普通细胞核的1/10左右 ，染色体被精卵白包装 ，处于一种高度压缩的状态；而成熟卵子的细胞核却处于破裂中期 ，染色体也处于一种高度压缩的状态 ，与大都细胞仍然具有很是大的差别。因此精子和卵子受精后 ，细胞核中的染色体如何变革 ，如何酿成正常的细胞染色体 ，是个一直未被了解的科学问题。同时 ，了解哺乳动物发育历程中染色体高级结构的变革 ，有利于我们理解人是如何从受精卵发育成个体。
pg电子官网刘江研究组和上� ？萍即笱Щ菩行硌芯孔橄嘀� ，对上述问题进行了研究 ，揭示了哺乳动物成熟精子和卵子的染色体3D结构以及在早期胚胎发育历程中染色体结构的重编程变革 ，相关结果于2017年7月13日宣布在国际著名期刊《CELL》上。
哺乳动物配子和早期胚胎的数量很是有限 ，研究团队解决了使用少量细胞建立3D染色体结构图谱的难题 ，从而获得小鼠精子、卵子和早期胚胎的高区分率染色体高级结构图谱。研究结果显示成熟的卵子没有拓扑结构域(TADs) ，而在精子中普遍保存超远程染色体的相互作用。发明受精卵和2细胞时期胚胎中染色体高级结构险些不保存 ，随着发育的进行 ，染色体高级结构逐渐的建立起来。并发明染色体高级结构的建立不依赖于受精卵基因组转录的激活、而是依赖于基因组的复制。除此之外 ，本研究首次发明染色体的高级结构与DNA甲基化的关联 ，并且发明早期发育的DNA去甲基化也与染色体的高级结构相关。
该研究为深入了解哺乳动物如何从受精卵发育成一个多功效的个体打下了重要的基础 ，为研究者认识早期胚胎中真实的3D基因组结构做了良好的铺垫 ，哺乳细胞早期胚胎发育高区分率染色体高级结构图谱数据将为表观遗传、生物信息研究领域提供名贵的资源 ，资助揭示胚胎发育的秘密。
该研究获得中科院先导专项、自然科学基金委和科技部国家重点研发项目的支持。
