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      重復(fù)元素塑造胚胎染色質(zhì)景觀
      
			
      
				2019-05-31 13:33:33
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      反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子是重復(fù)元件，幾乎形成哺乳動物基因組的一半。盡管它們?nèi)绱顺Ｒ?，但它們以前被認(rèn)為是相當(dāng)微不足道的。來自美國的同事，HelmholtzZentrumMünchen的科學(xué)家們現(xiàn)已在Nature Genetics中證明反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在胚胎發(fā)育中起著重要作用。
      

      重復(fù)元素塑造胚胎染色質(zhì)景觀
      

      研究人員專門研究了所謂的LINE1(L1)元件的作用，這是哺乳動物中最豐富的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子家族。“我們已經(jīng)知道L1元素在早期胚胎發(fā)生中高度表達(dá)，因此我們想知道這種轉(zhuǎn)錄在早期胚胎發(fā)生的事件中是否重要”，該研究負(fù)責(zé)人Maria Elena Torres-Padilla博士說。她是慕尼黑Helmholtz Zentrum的表觀遺傳學(xué)和干細(xì)胞研究所(IES)主任，慕尼黑路德維希 - 馬克西米利安大學(xué)(LMU)的干細(xì)胞生物學(xué)教授。
      

      “胚胎發(fā)育的關(guān)鍵”
      

      在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袡z查L1的表達(dá)，研究人員觀察到當(dāng)胚胎僅由2個細(xì)胞組成時的峰值，然后在胚胎附著到母親的子宮時表達(dá)減少。這些階段對于成功懷孕至關(guān)重要。為了理解L1元件的重要性，他們使用人工設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)錄因子(TALE，用于轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)子)來預(yù)防或促進(jìn)胚胎中的L1表達(dá)。“我們發(fā)現(xiàn)，過多或過少的L1表達(dá)都會導(dǎo)致發(fā)育停滯不前”，該論文的第一作者Joanna Jachowicz博士(IES)解釋道。“這意味著反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子表達(dá)的精確時間和水平對于胚胎的發(fā)育至關(guān)重要。”
      

      出乎意料的是，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這種調(diào)節(jié)背后的機(jī)制不依賴于轉(zhuǎn)錄本的編碼性質(zhì)和逆轉(zhuǎn)錄，即這些元素“跳”到基因組其他部分的能力。研究人員轉(zhuǎn)而關(guān)注染色質(zhì)。研究人員利用他們的工程方法表明，表達(dá)L1會使染色質(zhì)更加開放，而停止L1表達(dá)會導(dǎo)致染色質(zhì)更緊密。
      

      “這些結(jié)果確定了反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在塑造早期發(fā)育計(jì)劃所必需的染色質(zhì)'景觀'中的新作用”，Torres-Padilla解釋道。“以前認(rèn)為反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的激活只是受精后染色質(zhì)重塑的一個副作用，這一過程被稱為表觀遺傳重編程。我們的研究表明，L1元件在調(diào)節(jié)染色質(zhì)可及性方面具有特定的作用，而后者又是必需的。正確的發(fā)育計(jì)劃。這項(xiàng)研究對于在生命的最早階段為大量哺乳動物基因組指定一個角色具有重要意義。“
      

      在未來，科學(xué)家們希望進(jìn)一步探索這一過程，并研究其他轉(zhuǎn)座因子是否具有相似的功能。“我們研究的總體目標(biāo)是了解早期胚胎中發(fā)生的過程”，Torres-Padilla補(bǔ)充道。“這是一個非常迷人的發(fā)展階段，因?yàn)樯眢w的所有細(xì)胞類型都來自受精后存在的單細(xì)胞”。這對再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤其重要，其旨在在培養(yǎng)皿中產(chǎn)生用于治療用途的不同細(xì)胞類型和器官。
      
			

			
        
      
			
      
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