一個(gè)哺乳動(dòng)物個(gè)體有超過(guò)200種不同的細胞類(lèi)型，而所有的細胞類(lèi)型都由一個(gè)初始細胞——受精卵，不斷地分裂和分化形成。在受精卵的分裂和發(fā)育過(guò)程中，第一次細胞命運的選擇發(fā)生在什么時(shí)期？這一選擇是如何發(fā)生的？近日，中科院動(dòng)物所周琪課題組與李偉課題組合作發(fā)現小鼠發(fā)育過(guò)程中第一次細胞命運決定事件在2-細胞胚胎時(shí)期就發(fā)生的運作機制。該研究于12月13日在線(xiàn)發(fā)表于《細胞》雜志。
過(guò)去的各項研究證據表明，小鼠胚胎早在4-細胞期甚至2-細胞期，不同卵裂球之間就已經(jīng)出現了差異。目前已知的能夠調控細胞命運選擇的分子差異最早出現在4-細胞時(shí)期。
論文第一作者、中科院動(dòng)物所研究員李偉告訴《中國科學(xué)報》記者，2016年，中科院動(dòng)物研究所周琪課題組和東北農業(yè)大學(xué)劉忠華課題組就曾合作發(fā)現了一個(gè)內源逆轉錄病毒相關(guān)的長(cháng)非編碼RNA，LincGET，是小鼠胚胎發(fā)育超過(guò)2-細胞期所必需的。這意味著(zhù)在更早的2-細胞胚胎時(shí)期，LincGET有可能已經(jīng)啟動(dòng)了細胞命運的選擇。
為此，研究人員對LincGET在早期細胞命運決定中的作用及詳細機制進(jìn)行了進(jìn)一步深入探索。研究發(fā)現，LincGET的表達水平在小鼠2-細胞期和4-細胞期的各個(gè)卵裂球之間是不均等的。通過(guò)顯微注射的方法在2-細胞胚胎的一個(gè)卵裂球中過(guò)表達LincGET，能使該卵裂球的子細胞選擇內細胞團（inner cell mass， ICM）命運。進(jìn)一步的機制研究顯示，LincGET與CARM1形成復合體，偏好性地結合轉座序列，建立激活型染色質(zhì)修飾H3R26me2，增加全基因組染色質(zhì)的開(kāi)放程度，提高多能性相關(guān)基因的表達水平，從而促使具有更高LincGET表達水平的胚胎細胞傾向于選擇ICM命運傾向。
該工作首次將小鼠第一次細胞命運分化的選擇推到了2-細胞胚胎時(shí)期，并發(fā)現其關(guān)鍵分子是一個(gè)內源逆轉錄病毒相關(guān)的長(cháng)非編碼RNA。這將為探索早期胚胎的全能性調控以及第一次細胞命運分化機理奠定重要基礎，并為建立更高多能性甚至全能性的干細胞提供了新的理論參考。同時(shí)，該研究也拓展了長(cháng)非編碼RNA的功能研究，為研究早期胚胎中內源逆轉錄病毒序列和長(cháng)非編碼RNA的功能提供了新的思路。
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