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LiCAT-seq:植入前胚胎分子研究新技术

2019-05-28 57文献解读植入前诊断

来自深圳华大基因和国家基因库的研究人员在国际著名期刊《Nature Communications》报道了一种植入前胚胎分子研究新技术:LiCAT-seq。LiCAT-seq可以在微量细胞中同时分析染色质的可及性和基因表达图谱。

研究背景

早期哺乳动物胚胎经历广泛的表观遗传重新编程,以允许末端定型配子转变为全能状态。因此,在此过程中使用组学工具绘制调节元件的染色质状态和转录结果,以了解主要顺式调节元件(例如,启动子和增强子)或反式因子(例如转录因子)的作用至关重要。然而由于技术限制及实验材料(人类胚胎)获取困难,对早期人类胚胎发育过程中染色质高级结构的动态变化(染色质可及性和组蛋白修饰)仍知之甚少。

研究结果

本次研究中,研究人员开发了LiCAT-seq技术。该技术是可以在微量细胞中同时分析染色质的可及性和基因表达。

研究人员将该技术应用于人类胚胎植入前染色质结构和基因表达的动态分析,并且揭示了胚胎基因组激活(EGA)过程中关键的基因调控机制。

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研究结论

利用LiCAT-seq技术,我们对人类胚胎植入前染色质结构和基因表达进行了全基因组的分析,发现染色质可及性与胚胎基因组激活之间存在联系。这些发现扩展了我们对染色质结构和人类胚胎早期基因活动顺序的认识。本次研究表明:在人类植入前胚胎发育过程中,DUX4诱导了EGA基因和 MLT2A1元件处染色质结构的重塑。关于DUX4是不是最早的调控基因还需要进一步研究。
此外,研究人员发现染色质在受精卵阶段可短暂开放。对于染色体结构在发育后期广泛重构,这样的短暂开放可能比转录因子更重要。

LiCAT-seq技术可应用于人类胚胎植入前诊断,并为人类胚胎植入前发育所涉及的遗传性分子机理研究提供支持。

本次研究中所有的原始数据均保存在国家基因库生命大数据平台(CNGBdb),项目编号:CNP0000193 。

参考文献:
Liu L, Leng L, Liu C, et al. An integrated chromatin accessibility and transcriptome landscape of human pre-implantation embryos[J]. Nature communications, 2019, 10(1): 364.

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