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基础医学院余华教授在Cell Reports发表重要研究成果

作者:时间:2024-04-24访问量:
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基础医学院余华教授在Cell Reports发表重要研究成果

本网讯(基础医学院)近日,基础医学院余华教授在Cell子刊CellReports发表题为“The dynamic landscape of enhancer-derived RNA during mouse early embryo development”的重要研究工作,为哺乳动物早期胚胎发育过程中eRNA研究提供了宝贵的数据资源,对干细胞和再生医学研究具有重要意义。这是余华教授继2023年12月在Nature Immunology发表高水平研究成果之后的又一篇重要论文。

全文链接:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114077

哺乳动物早期胚胎不同发育阶段的基因时空表达需要非常严格的转录调控。合子基因组激活(zygotic genome activation,ZGA)是早期胚胎发育中的最为关键的转录调控事件,增强子可以发生转录生成增强子RNA(eRNA),eRNA分子在众多生物学过程中发挥重要作用。到目前为止,金沙电子游戏官方入口对eRNA在哺乳动物早期胚胎发育以及ZGA过程中的表达、调控及功能的理解知之甚少。因此,深入研究哺乳动物早期胚胎发育eRNA的表达、调控及功能具有非常重要的科学意义。

余华教授团队联合西湖大学王曦团队通过整合已发表的小鼠早期胚胎表观组以及数据库和文献中提供的增强子注释信息,并利用转录组数据和eRNA分子的双向转录特征,开发了新算法“eRNAFinder”并构建了小鼠早期胚胎发育eRNA的时空图谱,发现eRNA表达模式可以有效区分小鼠早期胚胎的不同发育阶段,eRNA激活与ZGA密切相关。在此基础上,研究团队建立了一个跨越多个发育阶段的TF-eRNA调控网络,并进一步证明了eRNA对发育信号通路基因的转录调控,提出了eRNA调控的普适化作用模式,鉴定了eRNA调控模块。研究团队进一步对早期胚胎发育中的超级增强子进行了系统注释,并分析了从超级增强子区域转录的eRNA的表达和调控。超级增强子的表达受到不同TF模块的组合调控,其表达谱可用于区分早期胚胎不同发育阶段。重要的是,从超级增强子区域转录出来的eRNA与下游发育信号通路基因产生更为广泛的转录调控连接。

研究团队通过计算筛选的方式从超级增强子转录的eRNA中筛选到了一个在小鼠早二细胞期胚胎中特异表达的eRNA分子“MZGAe1”,并进一步证实了MZGAe1在小鼠早期胚胎二细胞到囊胚发育以及ZGA过程中的重要作用。研究团队发现MZGAe1能够激活ZGA关键转录因子Dux和Obox4的表达。

eRNA介导的ZGA调控网络

本研究总体上为哺乳动物早期胚胎发育过程中的eRNA研究提供了宝贵资源,并展示了eRNA功能验证的一个重要示例,为理解早期胚胎干细胞命运转变提供了一个新的维度,研究人员可以利用这一资源来发现早期胚胎发育过程中eRNA的表达和调控。

余华教授团队

金沙电子游戏官方入口余华教授为该文的第一作者,良渚实验室特聘副研究员赵静为该文的共同第一作者;西湖大学王曦研究员、金沙电子游戏官方入口余华教授和浙江大学张进教授为该文的共同通讯作者