任兵教授Nature發表表觀遺傳學新成果
日期：2016-09-20 09:06:26
母型-合子型轉變(MZT)對于新個體形成是必不可少的。雖然早期胚胎發育的基因表達和DNA甲基化分析已經取得了不少進展，但人們對MZT過程依然知之甚少。奧斯陸大學和加州大學的研究團隊最近在Nature雜志上發表文章，揭示了組蛋白H3K4me3對小鼠卵母細胞MZT的調節作用。文章通訊作者是加州大學的任兵（Bing Ren）教授、奧斯陸大學的Arne Klungland和John Arne Dahl。
動態的組蛋白修飾可能在MZT中起到了重要作用。不過，測定小量細胞的組蛋白修飾圖譜還比較困難。目前的檢測反應一次可以處理500個細胞的染色質，但起始步驟需要一萬個細胞，不然就得使用專業的微流體設備。
任兵教授及其同事為此開發了微尺度的染色質免疫沉淀測序（μChIP–seq）。他們用這種方法分析小鼠的不成熟卵母細胞、MII期卵母細胞、2-細胞胚胎和8-細胞胚胎，獲得了組蛋白甲基化H3K4me3和組蛋白乙酰化H3K27ac的全基因組圖譜。
研究顯示，卵母細胞大約22%的基因組存在寬H3K4me3修飾區域。而2-細胞胚胎的H3K4me3信號變得僅限于轉錄起始區域，這伴隨著合子基因組激活。研究指出，合子基因組正常激活和早期胚胎正常發育，需要賴氨酸去甲基化酶KDM5A和KDM5B積極去除寬H3K4me3修飾區域。
任兵教授早年畢業于中國科技大學，現為加州大學圣地亞哥分校Ludwig癌癥研究所基因調控實驗室主任，主要從事哺乳動物細胞基因調控網絡分析及細胞表觀遺傳學調控機制的研究。近年來在Science、Nature,、Cell國際權威雜志上發表了一系列重要的研究成果。
今年1月，任兵教授領導研究團隊開發了基于CRISPR/Cas9的高通量篩選策略，并由此發現了一類新型增強子。研究顯示，這種增強子以一種獨特的方式促進POU5F1轉錄。干擾增強子序列會導致暫時的POU5F1轉錄損失，但POU5F1轉錄能在幾輪細胞分裂之后完全恢復。
去年6月，任兵教授在美國國家科學院院刊PNAS雜志上發表了新測序技術MPE-seq。染色質結構對于DNA轉錄、復制和修復非常關鍵，決定著基因的表達和細胞的生理狀態。MPE-seq可以對染色質結構進行有效的全基因組分析。這種直觀的分析法將成為MNase-seq的重要補充，揭示在基因表達調控中具有重要意義的染色質結構。
去年2月，任兵教授領導的兩個國際研究小組在Nature雜志上發表了兩篇研究論文，空前詳細地分析了整個人類基因組的表達變異和調控，及其與染色體結構的對應關系。研究人員描述了多種組織中染色質結構、調控與基因表達的相互影響，對于深入了解正常生理和疾病機制有極大的價值。
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