亚游积分贷

您的當前位置:首頁 | 新聞中心 | 行業新聞

單細胞轉錄組測序登陸Nature子刊

X染色體失活(XCI)是指雌性哺乳類細胞中,兩條X染色體的其中之一失去活性的現象,過程中X染色體會被包裝成異染色質,進而因功能受抑製而沉默化。Xist RNA是能引發X染色體沉默的長片段ncRNA,盡管Xist對XCI是必要的,但其對胚胎植入前的印記XCI的精確作用尚存爭議。近日,安諾優達法國居裏所的研究人員對其進行完整探索發現:X染色體失活完全由Xist唯一決定,其劑量補償失敗對植入後胚胎有致命性影響。成果發表在國際頂級期刊Nature Structure & Molecular Biology。

 

在哺乳動物中,雄性(XY)和雌性(XX)的性染色體結構的差異會導致劑量補償策略的演變,其中包括在雌性中發生的X染色體轉錄沉默。Xist僅在父本的等位基因介導的父本X染色體(paternal X Xp)失活。在小鼠中,X染色體失活首次出現於胚胎植入前階段,根據報道:Xp 基因的沉默與 Xist 缺失有關。但是前期的研究都是僅對於幾個基因的分析。

 

法國居裏研究所團隊的Maud Borensztein等人利用單細胞轉錄組測序(scRNA-seq)技術,在小鼠早期胚胎的不同階段,對完全依賴於Xist介導的印記XCI進行了完整探索。

 

研究者用scRNA-seq繪製了Xp和Xm染色體的動態表達圖譜。材料來自兩個品係正反交的小鼠F1代胚胎——從2細胞到囊胚期,其中24,499個參考的小鼠基因,其中15,581個基因至少在一個發育階段被檢測到表達,包含580個X染色體基因,最終確認了125個高表達基因。 

 

研究者首先探索了早期胚胎的印記XCI的基因沉默程度和影響因素,結果顯示XCI的基因沉默程度主要影響因素來自其父本和母本的雜交種類,其次是性別,而且性別的差異在32細胞和囊胚期最小,推測原因就來自於XCI引起的劑量補償。

 

接下來,研究人員探索了XCI發生的時機,發現在8細胞時期X連鎖基因表現為明顯的母係偏移,直到囊胚期,這種現象越發明顯,表明XCI在此時期進行的非常徹底。研究發現:“早期和中期比晚期沉默的基因更傾向於位置上靠近失活中心;這些發現表明在XCI印記期間,Xist RNA扮演重要的早期啟動基因的角色。表明XCI的啟動由Xist唯一決定。” 

 

為了探究XCI是否在Xist不表達的情況下還存在,研究者構建了父係Xist敲除(XistpatΔ)模型:“正如預期的,明顯的劑量補償缺失出現在突變體中,在XistpatΔ胚胎中,伴X染色體基因保持明顯的雙等位表達;直到囊胚期,XCI非常徹底地發生在野生型雌性中”。在XistpatΔ雌性囊胚中許多下調的基因與外胚組織的通路,胚胎生長和細胞活性是有聯係的。

 

Maud表示:“XistpatΔ導致的XCI,使幾個多潛能基因的過表達和Rhox5大量的過表達,最終阻礙了外胚的發展。

安諾基因作為本次研究的核心技術——scRNA-seq提供者,其數據結果在文章中經過綜合分析被證實是準確的。

 

綜合來看,此研究證實啟動印記的X染色體失活完全需要Xist的調控,其劑量補償失敗對植入後胚胎有致命性影響,揭示了早期胚胎發育中基因組和表觀的變化是以X染色體的轉錄沉默為基礎。

 

安諾單細胞測序技術從2014年開發推廣以來,已攜手中科院動物所、法國居裏研究所、西南大學等國內外高等科研院所多次登陸Science、eLIFE、Immunity等頂級期刊,具體請參閱鏈接:

 

安諾基因掌握了單細胞測序技術,從基因組、轉錄組到表觀組的三大組學包含四項高端技術(單細胞基因組、單細胞轉錄組、單細胞G&T-seq、單細胞甲基化),將竭誠協助您邁向生命科學精準研究的前列。