在早期发育中启动基因组

卵子受精后，两个变成一个；两组遗传信息结合形成一个基因组。我们可以把卵子和精子想象成信息胶囊，里面含有开始新生活的储存说明，但是受精后这些说明有什么解释呢？

巴巴拉姆研究所的研究人员通过使用少量的小鼠胚胎干细胞提供了更多的问题，这些干细胞为怀孕小鼠受精后24小时的两个细胞胚胎(受精卵)提供了一个“类似”的系统。这是合子基因组正常激活的阶段。利用这些被称为“2C样”细胞的细胞，研究人员可以探索合子基因组中分子事件的层次结构。他们的研究成果今天发表在《基因发展》杂志上。

诗意地说，基因组被称为小波和主波的事件唤醒。研究人员知道，一种叫做Dux的转录因子(一种结合DNA促进表达的蛋白质)在第二波中激活了一系列基因，而不是首先激活Dux或基因组的基因。

巴巴拉姆研究所博士后研究员梅拉妮埃克斯雷-马斯林博士说：“基因组激活是胚胎必须做的第一件事。“虽然它对胚胎的形成至关重要，但我们对此知之甚少。像2C这样的系统提供了这些非常早期的胚胎细胞的实验近似值，并允许我们使用完整的研究技术来梳理正在发生的事情。”

研究人员首先筛选了增加小鼠胚胎干细胞群中稀有2C样细胞数量的因素——这表明了可以促进基因组激活的积极因素。研究人员鉴定了两种蛋白质，命名为发育多能性相关2 (DPP A2)和4(Dppa4)。

“观察我们发现的关于Dppa2和Dppa4的信息，它们符合负责启动新基因组表达的特征，”埃克斯雷-马斯林博士解释道。“蛋白质已经存在于卵子中，所以它在新胚胎形成之前就存在了。如果我们从基因组中删除Dppa2和4基因，我们将看到2C样细胞的丢失，以及由Dux引发的基因组表达丢失的浪潮。”

本研究提出的模型将基因组激活与最终形成精子和卵子的细胞的表观遗传重编程联系起来，形成一个相连的事件链，确保卵子中Dppa2和4的表达在时机成熟时准备好开始基因组激活。

巴巴拉姆研究所表观遗传学研究项目主任、韦尔科姆桑格研究所副教授沃尔夫赖克教授评论说：“展望未来，揭示人类发育中基因组激活的细节将是一件有趣的事情，因为这是一个尚未开发的领域。“更多地了解生命早期基因组的调控因素，也与我们希望将细胞恢复到早期生命状态的情况有关，比如生产诱导多能干细胞用于未来的治疗用途。”

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