來自同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京生命科學(xué)研究所等處的研究人員利用CRISPR/Cas9基因修飾系統(tǒng)構(gòu)建了Sall4基因條件性敲除小鼠，從而發(fā)現(xiàn)SALL4能作為重要的轉(zhuǎn)錄因子和表觀遺傳調(diào)控因子參與卵母細(xì)胞成熟的調(diào)控機(jī)制。
這一研究成果公布在Journal of Biological Chemistry雜志上，研究人員應(yīng)用CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)成功得到了條件性基因敲除的小鼠（Sall4loxP/loxP）和基因熒光標(biāo)記小鼠（Sall4-mCherry），為在卵母細(xì)胞中研究Sall4基因的功能創(chuàng)造了有利條件。
*這一研究的是同濟(jì)大學(xué)高紹榮教授，陳嘉瑜助理教授為共同通訊作者，*作者為高紹榮教授課題組的碩士研究生許鍇和陳霞。高紹榮教授主要研究領(lǐng)域?yàn)楦杉?xì)胞與體細(xì)胞重編程，利用體細(xì)胞核移植與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)從事哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育和體細(xì)胞重編程分子機(jī)制與干細(xì)胞研究。
卵細(xì)胞的成熟關(guān)系到受精和早期胚胎發(fā)育的順利進(jìn)行，是shengzhi醫(yī)學(xué)領(lǐng)域zui重要的研究方向之一。Sall4（Splat-like 4）在很多重要的生物學(xué)進(jìn)程中起到關(guān)鍵作用，例如，參與胚胎干細(xì)胞的干性維持、細(xì)胞重編程、原始shengzhi細(xì)胞發(fā)育、精原干細(xì)胞的分化。2016年高紹榮課題組與中科院生物物理研究所朱冰課題組合作，在Molecular Cell雜志上，揭示了Sall4參與DNA羥基化的調(diào)控機(jī)制。
在這項(xiàng)研究中，研究人員首先利用CRISPR/Cas9基因修飾系統(tǒng)構(gòu)建了Sall4基因條件性敲除小鼠，隨后將這種小鼠與Zp3-Cre或Gdf9-Cre小鼠進(jìn)行交配、繁殖和基因型篩選得到在卵母細(xì)胞中特異性敲除Sall4基因的母鼠。研究人員發(fā)現(xiàn)這種小鼠無法產(chǎn)生成熟的卵母細(xì)胞，并且這些敲除了Sall4的卵母細(xì)胞呈現(xiàn)出極低水平的DNA甲基化修飾和異常紊亂的組蛋白修飾水平（分別是高水平的H3K27me3修飾以及低水平的H3K4me3修飾）。
同時(shí)研究人員還發(fā)現(xiàn)SALL4能夠調(diào)控與上述兩種組蛋白修飾相關(guān)的酶——Kdm5b、Kdm6a和Kdm6b基因的表達(dá)。他們進(jìn)一步通過體外mRNA和siRNA注射的方法證實(shí)了異常水平的H3K4me3和H3K27me3修飾會(huì)導(dǎo)致一些重要的與卵細(xì)胞成熟相關(guān)基因的異常表達(dá)，從而闡釋了SALL4在卵母細(xì)胞的表觀遺傳成熟（epigeneticmaturation）上所起的重要作用。
這一研究觀察到Sall4基因的敲除能夠影響卵母細(xì)胞中DNA甲基化的建立，并且證明組蛋白修飾水平的穩(wěn)定對(duì)卵母細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組穩(wěn)定和進(jìn)一步成熟具有*的作用。除此之外，研究者應(yīng)用了CRISPR/Cas9基因編輯系統(tǒng)成功得到了條件性基因敲除的小鼠（Sall4loxP/loxP）和基因熒光標(biāo)記小鼠（Sall4-mCherry），為在卵母細(xì)胞中研究Sall4基因的功能創(chuàng)造了有利條件。
另外研究應(yīng)用了單細(xì)胞RNA-seq和單細(xì)胞RRBS等微量測(cè)序技術(shù)，從而解決了卵母細(xì)胞研究受制于細(xì)胞數(shù)量的問題。而且還應(yīng)用了卵母細(xì)胞體外注射的方法，巧妙地驗(yàn)證了異常的組蛋白修飾對(duì)卵細(xì)胞成熟的重要作用。這些方法的應(yīng)用，充分展現(xiàn)了新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展對(duì)生命科學(xué)研究的推動(dòng)作用。
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