來(lái)自波士頓兒童醫(yī)院、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的研究人員揭示出了，小鼠著床前發(fā)育過(guò)程中的染色質(zhì)調(diào)控景觀。這項(xiàng)重要的研究工作發(fā)布在6月2日的《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

終末分化的精子和卵子以不同的方式組織基因組。精子基因組與魚(yú)精蛋白包裝在一起，卵子基因組被核小體占據(jù)，無(wú)轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)受精時(shí)，緊密包裝的精子基因組會(huì)經(jīng)歷從頭核小體裝配。隨后兩個(gè)親本基因組發(fā)生復(fù)制，復(fù)制染色體平均分配到2細(xì)胞胚胎的兩個(gè)卵裂球中。經(jīng)過(guò)數(shù)次卵裂，胚胎進(jìn)入桑椹胚期，此時(shí)開(kāi)始第一次的細(xì)胞譜系專向分化，在植入子宮前生成囊胚滋養(yǎng)外胚層和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)(ICM)。

特定狀態(tài)下的細(xì)胞擁有一組定義的、反式作用因子可接近的順式調(diào)控元件，構(gòu)成了這一細(xì)胞狀態(tài)染色質(zhì)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。了解著床前發(fā)育過(guò)程中染色質(zhì)可接近性的動(dòng)態(tài)或可提供這一過(guò)程中有關(guān)染色質(zhì)和細(xì)胞命運(yùn)調(diào)控的一些重要見(jiàn)解。

DNase I超敏性是染色質(zhì)可接近性最好的測(cè)量指標(biāo)之一，被廣泛地用于繪制功能性元件，包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、絕緣子和基因座控制區(qū)域。近期，DNase I處理結(jié)合高通量DNA測(cè)序(DNase-seq)使得研究人員能夠高分辨率、全基因組繪制DNase I超敏位點(diǎn)(DHSs)。利用這一策略，已在各種組織和細(xì)胞類(lèi)型中鑒別出了哺乳動(dòng)物基因組中數(shù)百萬(wàn)的調(diào)控元件。盡管DNase-seq分辨率高且技術(shù)強(qiáng)大，由于需要數(shù)百萬(wàn)的細(xì)胞，限制了它在罕見(jiàn)生物樣本中的應(yīng)用。因此，目前尚不清楚在早期胚胎過(guò)程中多能內(nèi)細(xì)胞團(tuán)DHS景觀最初建立的機(jī)制。

在這篇Cell文章中，研究人員報(bào)告稱他們開(kāi)發(fā)出了一種liDNase-seq方法，使得他們能夠繪制出從1細(xì)胞到桑椹胚期小鼠著床前胚胎的DHS圖譜。他們證實(shí)DHS景觀是逐步建立的，在8細(xì)胞階段顯著增長(zhǎng)。在受精后親本染色質(zhì)可接近性快速重編程至與母本染色質(zhì)相似的水平，而印記基因顯示出等位基因可接近性偏倚。研究人員證實(shí)在2細(xì)胞期轉(zhuǎn)錄因子Nfya促成了受精卵基因組激活和DHS形成， Oct4則促成了在8細(xì)胞期獲得的DHSs。

新研究揭示出了早期發(fā)育過(guò)程中動(dòng)態(tài)染色質(zhì)調(diào)控景觀，并確定了一些對(duì)哺乳動(dòng)物胚胎中DHS建立極為重要的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。

DHS是對(duì)DNaseⅠ高度敏感的活性染色質(zhì)區(qū)域。哺乳動(dòng)物細(xì)胞的DHS定位，能夠提供轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件和染色質(zhì)狀態(tài)的重要信息，一直是科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。DNase-seq是進(jìn)行全基因組DHS分析的常用方法，不過(guò)DNase-seq需要數(shù)百萬(wàn)細(xì)胞，大大限制了該技術(shù)的應(yīng)用范圍。美國(guó)NIH的研究團(tuán)隊(duì)為此開(kāi)發(fā)了在單細(xì)胞中檢測(cè)全基因組DHS的超靈敏策略，并將其命名為單細(xì)胞DNase測(cè)序（scDNase-seq）。這一成果發(fā)表2015年11月的Nature雜志上。

來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員，通過(guò)繪制番茄果實(shí)發(fā)育過(guò)程中全基因組脫氧核糖核酸酶I(DNase I)超敏位點(diǎn)圖譜，鑒別出了一些調(diào)控DNA元件。這一重要的研究成果發(fā)布在2016年5月29日的《Molecular Plant》雜志上。