新華網北京7月14日電(王瑩)記者從中國科學院獲悉, 我國科學家近日在染色體3D結構以及在早期胚胎發育過程中染色體結構的重程式設計變化方面取得重大科學突破, 相關成果於2017年7月13日發表在國際著名期刊《CELL》上。
記者瞭解到, 人類DNA如果拉成一條直線, 長度大約是2米, 但一般的細胞核的直徑卻僅有5~10微米左右。 因此基因組DNA如何合理的折疊存放到細胞核裡, 是一個非常重要的科學問題。 同時, 現有研究表明, 基因組DNA的三維空間折疊對細胞核如何指揮細胞功能的發揮起著非常重要的作用。
對於大多數動物包括我們人類來講,
基於這樣的研究背景, 中國科學院北京基因組研究所劉江研究組和上海科技大學黃行許研究組合作,
研究結果顯示, 成熟的卵子沒有拓撲結構域(TADs), 而在精子中普遍存在超遠程染色體的相互作用。 同時研究發現, 受精卵和2細胞時期胚胎中染色體高級結構幾乎不存在, 隨著發育的進行, 染色體高級結構逐漸的建立起來。 同時, 染色體高級結構的建立不依賴于受精卵基因組轉錄的啟動、而是依賴于基因組的複製。 除此之外, 本研究首次發現染色體的高級結構與DNA甲基化的關聯,
記者瞭解到, 此次研究成果為深入瞭解哺乳動物如何從受精卵發育成一個多功能的個體打下了重要的基礎, 為研究者認識早期胚胎中真實的3D基因組結構做了良好的鋪墊, 哺乳細胞早期胚胎發育高解析度染色體高級結構圖譜資料將為表觀遺傳、生物資訊研究領域提供寶貴的資源, 幫助揭示胚胎發育的奧秘。
研究獲中科院先導專項、自然科學基金委和科技部國家重點研發項目支持。