清华大学颉伟课题组12月接连发表Molecular Cell、PLOS Genet

12月份，来自清华大学生命科学学院的颉伟研究组相继在《Molecular Cell》和《PLOS Genetics》杂志发表两项重要学术成果。

　　

生物通报道：来自清华大学生命科学学院的颉伟研究员，早年毕业于北京大学，2008年获美国加州大学洛杉矶分校博士学位，曾在加州大学洛杉矶分校、圣地亚哥Ludwig肿瘤研究所和加州大学圣地亚哥分校从事博士后研究，2013年起任清华大学生命科学学院研究员，主要科研领域与方向包括表观遗传学、基因组学和生物信息学。

近年来，颉伟研究组取得了一系列重要学术成果。今年6月，颉伟研究员联合北京大学等机构的研究人员报道称，他们绘制出了哺乳动物着床前胚胎易接近染色质的景观图。这一重要的研究成果发布在6月15日的《Nature》杂志上。相关阅读：清华大学Nature发布重要调控图谱。9月份，颉伟研究组又在《Nature》杂志上发表的一项研究中，通过优化传统染色质免疫共沉淀（ChIP)技术，结合新型的建库技术(TELP)，开发出了一套适用于极低细胞量的染色质免疫共沉淀－建库技术（STAR ChIP-seq)，并成功将其应用在小鼠早期胚胎中组蛋白修饰研究，揭示了组蛋白修饰在受精前后遗传和重编程的模式和分子调控机制。相关阅读：清华团队Nature、Cell子刊连发多项表观遗传学成果。

进入12月份，颉伟研究组又相继在《Molecular Cell》和《PLOS Genetics》杂志发表两项重要学术成果。

DNA甲基化是一种经典的表观遗传修饰。DNA甲基化能够参与基因表达调控，影响基因组稳定性和个体发育，并可以通过基因印记这种特殊形式在亲代和子代间传递表观遗传记忆。在这些生理学过程中，DNA甲基化的建立、维持和去除的精确调控起着至关重要的作用。其中DNA甲基氧化酶TET蛋白家族的成员能够介导DNA甲基化的主动去除，其功能是个体发育所必需的。然而，TET蛋白在基因组上到底是如何寻找其底物并正确地执行催化功能仍然是尚未清楚阐明的重要问题。12月1日在《Molecular Cell》发表的论文中，颉伟带领研究人员，通过细致地分析转录组学数据，意外地发现TET蛋白家族成员TET1在小鼠不同发育时期中存在两个亚型。其中全长TET1亚型（TET1e）仅在小鼠早期胚胎、小鼠胚胎干细胞和原始生殖细胞中表达；而缺失N端的短TET1亚型（TET1s）则广泛表达于小鼠的体细胞中。通过精心设计的遗传操作，研究人员建立了在整个生命周期中只能表达短亚型TET1s的小鼠模型。在这些小鼠的原始生殖细胞中，基因组印记不能被正确地去除。而原始生殖细胞中基因印记的擦除是对配子中基因印记的性别特异性重建和传递到下一代所必需的。因此这种擦除缺陷影响了正确的基因印记重建，并导致下一代发育缺陷包括部分个体体型缩小或死亡。因此，此项研究展示了代间表观遗传记忆的调控可以通过一个简单的TET蛋白亚型转换而实现。

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12月6日，颉伟课题组与新加坡A*STAR临床科学研究院的研究人员合作，在国际学术期刊《PLOS Genetics》上发表题为“Comparative Transcriptomic and Epigenomic Analyses Reveal New Regulators of Murine Brown Adipogenesis”的研究论文。通过棕色脂肪细胞的募集而增加能量消耗，被认为是一种很有前途的减肥方法。这项研究对C3H10T1 / 2间充质干细胞系分化为棕色脂肪细胞期间的表观基因组和转录组进行了综合分析。

通过对来自白色脂肪细胞的数据进行直接对比，研究人员系统地确定了阶段和谱系特异性的编码基因、microRNA和lncRNAs。利用染色质状态图，研究人员还定义了阶段和谱系特异性增强子，包括超增强子，及其相关的转录因子结合位点及基因。通过这些分析，研究人员发现，在棕色脂肪细胞中，棕色谱系特异性基因由H3K4me1和H3K27me3标记，并且在后期去除H3K27me3是必要的，但不足以促进棕色基因的表达，而H3K4me1的预沉积，对于“让棕色基因为在成熟棕色细胞中表达作好准备”，起着至关重要的作用。

此外，该研究小组还将SOX13确定为p38 MAPK依赖性转录反应的一部分，介导早期的棕色细胞谱系定型。研究人员还确定并随后验证了PIM1、SIX1和RREB1，作为促进棕色脂肪形成的新型调节因子。最后，该研究表明，SIX1可结合脂肪形成和棕色标记基因，并与C/EBPα、C/EBPβ和EBF2相互作用，从而指出了它们在脂肪形成中的的功能性合作。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Isoform Switch of TET1 Regulates DNA Demethylation and Mouse Development. Molecular Cell. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2016.10.030

Comparative Transcriptomic and Epigenomic Analyses Reveal New Regulators of Murine Brown Adipogenesis. PLoS Genet 12(12): e1006474. doi:10.1371/journal.pgen.1006474