早期胚胎中有序合子基因组激活的调节机制

　　

胚胎的早期发育完全由母体沉积的RNAs和蛋白质支持，直到其自身的基因组通过一个称为合子基因组激活（ZGA）的过程被激活。

中国科学家最近的研究揭示了新的分子机制，通过HIRA与dPCIF1协同作用，在果蝇早期胚胎中建立全能性染色质，促进有序的合子基因组激活。

该研究结果发表在11月14日的《PNAS》上，题为“HIRA和dPCIF1在果蝇胚胎中协调建立全能染色质并控制有序的ZGA”。

合子基因组在早期阶段保持转录沉默，早期胚胎在其基因组结构上经历了深刻的变化，并将染色质从生殖细胞重编程为全能性状态。在果蝇从母体到合子的转变过程中，先锋转录因子Zelda和GAF共同调控胚胎早期合子基因的转录激活，保证胚胎正常发育。

中国科学院动物研究所SUN Qinmiao教授和她的团队与云南大学生物医学研究所CHEN Dahua团队合作，揭示了早期胚胎中全能性染色质状态的建立和维持机制。他们还研究了在胚胎早期发育过程中如何调控先锋转录因子及时有序地启动基因表达。

研究人员研究了dPCIF1的功能，发现母体dPCIF1的缺失会导致显著的胚胎致死。母体dPCIF1的缺失还导致早期胚胎染色质上先锋转录因子GAF的分布显著增加，表明在早期胚胎中，dPCIF1通过拮抗GAF的功能维持正常的合子基因组激活。

进一步研究发现，特异性组蛋白H3.3伴侣HIRA在胚胎早期与dPCIF1和GAF相互作用。母体HIRA缺失导致胚胎完全死亡，合子基因表达普遍下调，下调的合子基因与母体dPCIF1缺失的胚胎中过早激活的合子基因高度一致。

SUN教授说：“dPCIF1作为一个监视因子，通过控制GAF的过早激活，帮助HIRA实现有序的合子基因组激活。”

本研究通过鉴定胚胎早期发育过程中合子基因激活有序调控的新机制，为合子基因激活调控机制的研究提供了新的思路。

HIRA and dPCIF1 coordinately establish totipotent chromatin and control orderly ZGA in Drosophila embryos