表觀遺傳修飾包括DNA甲基化、組蛋白修飾和染色質(zhì)可及性等，它們?cè)诨虻谋磉_(dá)調(diào)控中發(fā)揮重要作用。人類精子和卵細(xì)胞的染色質(zhì)表觀修飾狀態(tài)存在很大差異。在受精后的早期胚胎里，來(lái)自精子的父源染色質(zhì)和來(lái)自卵細(xì)胞的母源染色質(zhì)會(huì)經(jīng)歷劇烈的表觀遺傳修飾重編程，最終達(dá)到兩者類似的模式。人類胚胎的合子基因組在8-細(xì)胞階段才開(kāi)始激活，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生大量的合子RNA調(diào)控胚胎發(fā)育。然而，父源和母源基因組是否在人類合子基因組激活（zygotic genome activation, ZGA）中發(fā)揮不同的作用目前尚不清楚。 為了回答上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所劉江課題組與山東大學(xué)陳子江院士團(tuán)隊(duì)合作，通過(guò)對(duì)人類孤雄、孤雌單倍體早期胚胎進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組比較分析，探究人類父源和母源基因組在調(diào)控胚胎基因表達(dá)上的異同點(diǎn)。研究結(jié)果揭示人類ZGA在孤雄和二倍體胚胎的8-細(xì)胞階段啟動(dòng)，但在孤雌胚胎的桑葚胚階段才開(kāi)始。對(duì)胚胎各個(gè)階段發(fā)育時(shí)間的觀察結(jié)果顯示人類孤雌和孤雄胚胎的發(fā)育時(shí)相相似，排除了孤雌胚胎發(fā)育延遲的可能性。不同于人類胚胎，小鼠胚胎的ZGA在孤雄、孤雌胚胎的同一階段發(fā)生，說(shuō)明孤雄胚胎的ZGA先于孤雌胚胎是人類特異的現(xiàn)象。進(jìn)一步的機(jī)制探索發(fā)現(xiàn)，在8-細(xì)胞階段，靈長(zhǎng)類特異的轉(zhuǎn)錄因子ZNF675在孤雄胚胎中特異性高表達(dá)，而且ZNF675在人類ZGA中發(fā)揮重要作用。另外，孤雄特異性高表達(dá)的LSM1對(duì)人類母源RNA降解和ZGA也很重要。ZNF675與LSM1的孤雄特異性高表達(dá)與孤雄特異的染色質(zhì)可及性相關(guān)聯(lián)。更重要的是，人類二倍體胚胎的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)也支持ZNF675與LSM1的父源特異性表達(dá)。綜上所述，該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)人類的ZGA起始于父源基因組。該成果為我們理解人類親本基因組在調(diào)控早期胚胎發(fā)育中的異同點(diǎn)提供有力的依據(jù)和資源。 
該研究成果以Human zygotic genome activation is initiated from paternal genome為題在線發(fā)表于Cell Discovery雜志。袁慎立、詹堅(jiān)鴻和張京業(yè)為本文共同第一作者，吳克良、劉江、陳子江院士、趙涵和高磊(第十批會(huì)員)為本文的共同通訊作者。該研究得到來(lái)自國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的資助。 論文鏈接
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