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转录谱重编程主要发生在卵母细胞生成后期及附植前胚胎发育阶段,我们用免疫组化和荧光分子追踪的方法研究了母源特异性转录谱在受精后转变成合子转录谱的基本机理,发现在GV(GerminalVesicle)期卵母细胞中转录停止的时候,包括通用转录因子和转录调节子在内的一组染色质因子(ChromatinFactors,CFs)从染色质上解离,CFs的全面解离破坏了染色质和CFs的物理联系,导致转录中止,并功能性清除了母源特异的转录谱。受精或孤雌激活后,关键的转录因子和转录调节子在原核形成后不久重新与染色质结合。CFs与染色质的再结合伴随了核功能的重建,包括DNA复制和转录功能的恢复。据此认为母源性的转录程序在卵子发生过程中被清除了,产生一个相对原始的单倍体染色质,受精或孤刺激活后合子的转录程序才被重新建立,这个过程我们称为“清除-重建”过程,通过它可以将母源性的转录谱重新设定成合子的转录谱。
在转录谱重编程过程中,染色质/体结构的变化为功能的重编程提供了基础。
在第二章中,用免疫组化的方法研究了受精后附植前胚胎染色质/体结构及其组蛋白修饰的变化,发现围绕在1细胞胚胎原核核仁周围的异染色质在胚胎卵裂到2细胞胚胎时,大部分已经从原核周围解离并定位在核内除核仁外的其他部分,成较大点状分布。虽然2细胞到桑椹胚阶段异染色质染色强度有所增强,但是在桑椹胚发育到孵化囊胚阶段时,异染色质的强度和致密度又开始逐步降低,在内细胞团细胞中致密度达到最大程度的松散,强度最弱;另外发现常/异染色质的相关组蛋白修饰在内细胞团细胞中的强度也降到最低。在胚胎的发育过程中无论染色质结构还是组蛋白修饰都是逐步变化的,直到内细胞团才出现和胚胎干细胞相类似的定位模式。
结论是:细胞胚胎到囊胚阶段的发育是染色质重组的重要阶段,通过染色质结构和表观修饰的逐步变化,在囊胚的内细胞团细胞中完成全能性的建立,全能性细胞通过核内异染色质浓缩程度的降低,以及一系列表观修饰程度的降低来保持它的全能性和可塑性。