北京大學Nature發布重要甲基化景觀圖

　　來自北京大學、教育部輔助生殖重點實驗室、哈佛大學等機構的研究人員，繪制出了人類早期胚胎全基因組水平的DNA甲基化景觀圖譜，提出了有別于以往小鼠研究結果的一些新見解。這些研究結果發表在7月23日的《自然》（Nature）雜志上。

　　北京大學第三醫院的喬杰(Jie Qiao)教授以及湯富酬(Fuchou Tang)研究員是這篇論文的共同通訊作者。前者擅長婦產科內分泌疾病的診斷和治療、應用體外授精胚胎移植技術（試管嬰兒）、腹腔鏡手術等不同方法治療不孕癥。湯富酬研究員的研究方向則主要圍繞哺乳動物早期胚胎發育，研究胚胎干細胞和上胚層干細胞的自我更新能力和多能性調控的分子機理，特別是表觀遺傳學調控機理，以及相關的原始生殖細胞發育過程中的表觀遺傳學重編程機理。

　　DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾形式，在許多的生物學過程中發揮至關重要的作用，其中包括基因轉錄抑制、基因印記維持、X染色體失活以及轉座子抑制等。哺乳動物甲基化組（methylome）最顯著的全基因組改變發生于原始生殖細胞和胚胎植入前發育過程中。然而由于技術上的困難以及缺乏所需材料，研究人員一直無法在全基因組水平上分析人類植入前胚胎的DNA甲基化動態模式。

　　在這項新研究中，研究人員采用簡化代表性亞硫酸氫鹽測序法（Reduced representation bisulfitesequencing, RRBS）和全基因組亞硫酸氫鹽測序法（whole-genome bisulphite sequencing），對從合子期到植入后的人類早期胚胎甲基化組進行了系統分析。他們證實，不同于以往在小鼠研究中觀察的結果，主要一波全基因組去甲基化是在2-細胞期完成。并且父方基因組的去甲基化速度要快于母方基因組，到合子期結束時雄性原核中全基因組甲基化水平要低于雌性原核。在早期胚胎發育過程中啟動子甲基化與基因表達之間的負相關關系逐漸增強，在植入后階段達到高峰。

　　此外，他們還證實一些在多能人類胚胎干細胞中啟動子區域帶有H3K4me3標記的活性基因，在成熟配子和整個植入前胚胎發育過程中都缺乏DNA甲基化。最終，研究人員還證實在同一家族中一些進化較近的長散布核元件 (long interspersed nuclear elements,LINE)或短散布核元件（short interspersed nuclear elements，SINE）相比進化古老的這些元件去甲基化程度較輕，表明早期胚胎傾向于讓進化較近和更為活化的轉座子保持較高水平殘留甲基化。

　　新研究為我們揭示了人類早期胚胎甲基化組的一些關鍵特征，以及它與基因表達調控和轉座子抑制的功能相關性。