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体细胞核重编程的分子机制研究

发布时间:2019-01-02 09:18:24  浏览次数:

 

自然条件下已分化细胞不会自发发生转变为其他类型细胞。通过核移植等实验手段可以将终末分化的体细胞重编程为类胚胎干细胞的多能性干细胞状态,从而实现细胞类型的转化也即重编程。然而体细胞核重编程效率低下,严重制约该技术发展及其应用。虽然大量研究表明体细胞核重编程过程中存在多重的转录缺陷导致核重编效率低下,但具体机制不清。因而构建精细的转录组图谱特别是长非编码RNA图谱以全面阐明体细胞核重编程的分子机制显得迫在眉睫。针对这些问题,本研究利用体细胞核移植技术,构建了与小鼠体内胚胎遗传背景相同的两种克隆胚胎。利用单细胞转录组测序技术结合生物信息学分析绘制了两种不同供体的克隆胚胎及正常体内胚胎植入前发育全期的mRNA特别是带有polyA尾的lncRNA转录组图谱。结果发现体内胚mRNAlncRNA均呈现出与发育时期相关的表达模式,而克隆胚的表达模式与之相差甚远,大量本该重编程的基因未被正确编程。经GO功能富集分析和KEGG通路分析发现,植入前胚胎发育早期克隆胚(合子期至4-细胞期)在RNA加工、修饰和翻译起始等过程存在严重缺陷,造成克隆胚早期发育过程中出现表观缺陷,无法有效开启基因组使染色质重构。此外,我们还发现大量各期特异性且与表观遗传修饰相关的新mRNAlncRNA转录本,进一步暗示表观重编程不彻底是导致基因再激活和重编程效率低的主要原因。本研究结果将加深对重编程理解,较为全面的揭示非编码RNA在不同类型供体细胞核重编程过程中的作用和功能,也为核重编程技术在再生医学和农业等行业的推广和应用奠定基础。该研究以Long non-coding RNAs potentially function synergistically in the cellular reprogramming of SCNT embryos为题发表在BMC Genomics上(SCI,二区,IF=3.73),吴风瑞为论文第一作者,李文雍教授同为通讯作者。

 

不同来源植入前胚胎lncRNA动态表达模式分析

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