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Adv Sci | 梁丹/郭帆团队揭示小鼠克隆胚胎中DNA羟甲基化动态及功能,为体细胞重编程障碍提供关键线索

发布时间:2025-11-25 浏览次数:10


2025年11月18日,安徽医科大学第一附属医院梁丹教授与中国科学院动物研究所郭帆研究员团队联合,在Advanced Science期刊在线发表了文章5-Hydroxymethylcytosine Dynamics Reveals Coordinated Reprogramming of Parental Genomes and X Chromosome Dosage Balance in Mouse SCNT Embryos首次系统描绘小鼠体细胞核移植(Somatic Cell Nuclear Transfer, SCNT)克隆胚胎中全基因组范围内的5hmC动态概观,并揭示其异常修饰模式如何影响克隆胚胎发育,为解析哺乳动物体细胞重编程障碍机制提供了新的理论支撑。

本项研究以杂交背景(C57BL/6J × PWK/Phj)的E13.5天的胎鼠成纤维细胞作为SCNT供体细胞,并通过高灵敏度亲本等位DNA羟甲基化测序技术,对比分析自然受精胚胎与SCNT胚胎中5hmC的时空分布差异。研究发现,在2细胞阶段,尽管SCNT胚胎双亲基因组短暂出现类似正常受精胚胎中父本来源基因组的对称性羟甲基化模式,但整体信号明显减弱且迅速消退;尤其是在雌性来源克隆胚胎中,X染色体羟甲基化严重不足,而多个关键生殖印记控制区(gICRs)表现出较强去甲基化抵抗。这种非典型修饰状态可能成为导致核重编程失败和发育阻滞的重要因素之一。研究团队进一步通过TET3蛋白过表达策略以提升核移植胚胎的5hmC水平。然而研究表明全局羟甲基化程度显著升高,却导致大量原本应着床后表达的关键基因在二细胞期提前激活,从而导致克隆胚胎发育的失败。因此,克隆胚胎发育过程中5hmC水平过量或异位生成同样会造成干扰,提示克隆胚胎发育过程需要更加精准的DNA羟甲基化时空调控。

本研究聚焦克隆胚胎早期发育过程中的DNA羟甲基化动态变化,揭示其异常修饰模式如何干扰克隆胚胎正常发育,为未来优化SCNT技术、提升克隆动物效率提供了新的理论支撑和干预思路。