《核小體重塑在果蠅母源向合子轉化中的表觀調控作用》是依託同濟大學，由江賜忠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核小體重塑在果蠅母源向合子轉化中的表觀調控作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：江賜忠
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
果蠅胚胎髮育從母源向合子轉化(MZT)過程中，由母源成分驅動基因表達過渡到合子基因啟動表達，染色質由解聚鬆散到凝聚形成異染色質。我們據此假設核小體重塑改變染色質構象，是合子基因啟動轉錄的決定因素之一，以及組蛋白修飾參與其中染色質標記的建立。我們繪製了首張全基因組果蠅核小體圖譜，並揭示核小體定位在基因轉錄調控中的作用。在此基礎上，本項目以果蠅1-2與3-4小時胚胎(分別代表MZT前後)為實驗材料，通過測序與生物信息分析，分別繪製這兩時期核小體、組蛋白修飾、RNA Pol II結合圖譜，和轉錄組。分析三者的分布規律、基因表達的變化、三者之間的關聯性及調控基因激活與抑制的模式。這些分析將揭示果蠅胚胎髮育MZT前後核小體重塑產生的染色質開放與禁止構象變化，組蛋白修飾在MZT中的作用，及協同激活合子基因轉錄的機制。本項目將為研究哺乳動物中由染色質重塑異常造成的發育缺陷的分子機制提供理論依據與方法。
結題摘要
母源-合子過渡（Maternal-Zygotic Transition，MZT）是胚胎髮育中的重要事件。經過MZT，卵子帶來的成分降解殆盡，合子基因組開始啟動，基因轉錄翻譯成蛋白，維持後續的胚胎髮育。這一過程染色質發生巨大變化，由解聚鬆散到高度凝聚。然而，在MZT過程中，染色質結構如何變化，相應如何調控基因活性確保合子基因組正常啟動並不清楚。本課題以受精後1-2與3-4小時果蠅胚胎（前兩個時期為MZT前，3-4小時為MZT後）為實驗材料，通過高通量測序與生物信息技術，分別繪製這兩個時期全基因組高解析度核小體定位、關鍵組蛋白修飾占有、RNA Pol II結合圖譜、與轉錄組。結果發現，與其它物種MZT過程中染色質重塑不同，果蠅在MZT之前，TSS附近就已形成經典的核小體定位模式，而且核心組蛋白修飾也已經形成。MZT過程中核小體占有發生顯著的全局性變化，MZT後基因組層面上核小體占有升高、更穩定，染色質更緻密。但是TSS（轉錄起始位點）上及緊靠其上游的NDR（核小體缺失區）的核小體占有在MZT後卻下降，暗示啟動子區染色質的開放對MZT過程有重要作用。此外，MZT後，TSS附近的H3K9ac占有顯著上升，或許參與調控MZT過程。純粹合子基因啟動子在母源期很少有H3K4me3修飾，而母源型合子基因啟動子在母源期很多就有H3K4me3修飾確保這些基因在母源期就開始表達。有意思的是，有一組母源型合子基因啟動子在MZT中雖然H3K9ac占有上升，但基因總體表達量卻下降。這主要是合子期增加的表達量小於卵子帶來的轉錄本的降解。本課題結果揭示果蠅早期胚胎髮育MZT過程中染色質重塑與其它物種不同，完善我們對MZT分子機制的理解；也為治療由染色質重塑異常造成的發育缺陷提供思路。
