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中国科学家揭示哺乳动物胚胎染色体三维结构重编程规律

2017年07月15日 08:00   来源:中国新闻网   

  中新社北京7月15日电 (记者 张素)试想将2米长的直线折叠存放在直径仅有5至10微米的三维空间里会是怎样?中国科学家试图解析这种折叠规律,因为这决定着细胞核如何指挥细胞功能发挥。

  记者14日从中国科学院北京基因组研究所获悉,该所刘江研究组与上海科技大学黄行许研究组合作,揭示了哺乳动物成熟精子和卵子的染色体3D结构,并发现早期胚胎发育过程中染色体结构的重编程变化。

  科学家说,人类脱氧核糖核酸(DNA)拉成直线长约2米,而细胞核的直径仅有5至10微米。包括人类在内,大多数动物的生命始于精子与卵子的结合,但精子与卵子的细胞核结构与人体其他的体细胞存在极大差异。

  具体来看,精子细胞核只有普通细胞核的十分之一大小,其染色体被精蛋白包装。成熟卵子细胞核处于分裂中期,其染色体处于高度压缩状态。长期令科学家们困惑的是,精子与卵子结合以后,细胞核中的染色体如何变成“正常的染色体”,也就是“人是如何从受精卵发育成个体”。

  中国科学家此次获得了小鼠精子、卵子和早期胚胎的高分辨率染色体高级结构图谱。他们发现,成熟卵子没有拓扑结构域,但在精子中普遍存在超远程染色体的相互作用。

  科学家们还发现,随着发育,受精卵内逐渐建立起染色体高级结构,但这一建立过程不依赖于受精卵基因组转录的激活,而是依赖于基因组的复制。此外,染色体高级结构与DNA甲基化存在关联。

  相关成果已发表在国际期刊《细胞》。评论指出,这项研究为学界深入了解哺乳动物如何从受精卵发育成一个多功能的个体打下重要基础,将有助于人们揭示胚胎发育的奥秘。(完)

(责任编辑:孙丹)