一个受精卵细胞点击“重置”,使胚胎发育

N电子战工作由美国和中国的科学家们展示了一个受精卵细胞,或受精卵,点击“重置”,新成立的胚胎可以根据自己的遗传程序开发。这项研究发表在7月17日自然。

已经认识一段时间,新受精卵细胞的基因组是不活跃的,醒来,理查德·舒尔茨说,戴维斯的加州大学研究教授兽医学院和一个相应的作者在纸上。这一步被称为合子基因组激活。

”胚胎发展,卵母细胞/蛋已失去其身份,并通过新的东西,”舒尔茨说。“我们现在知道如何发生这种转变的第一步。”

重置或觉醒过程的发生,胚胎需要开始从其DNA转录基因的信使RNA将转译成蛋白质。第一个基因转录激活其他基因,实现的程序将允许胚胎发育成一个完整的鼠标(或人)。第一个主要调控基因的身份直到现在一直未知。

“这是一直困扰我很长一段时间,”舒尔茨说。

RNA聚合酶II (Pol II)是RNA转录DNA的酶。但波尔II本身就是一个愚蠢的酶,舒尔茨说。其他基因,称为转录因子,需要指导波尔II,转录的“正确”基因在正确的时间。

在2000年代早期,舒尔茨首先有洞察力,这些转录因子将休眠孕产妇中卵细胞的信使rna。休眠孕产妇卵母细胞信使RNA是独一无二的,因为新合成的信使RNA不是翻译成体细胞。随着卵母细胞的成熟,成为一个鸡蛋,这些休眠孕产妇信使rna被翻译成蛋白质,然后执行其功能。舒尔茨意识到信息开始合子基因组激活在休眠的信使RNA编码转录因子大师的母亲。

OBOX1-8确认为候选人

在宾夕法尼亚大学的Paula斯坦(他的实验室的一名高级成员,现在在国家环境健康科学研究所),舒尔茨的实验室确认一个大家庭的基因称为OBOX可能的候选人。由8个基因家族,OBOX1-8。基于表达谱在早期的发展过程中,OBOX1, 2、3、4、5、7是可能的候选人。他们开始与魏谢清华大学合作,北京缩小候选人范围。

处理实验室老鼠,谢的团队能够摧毁所有可能的候选人,然后系统地恢复OBOX基因建立合子基因组激活哪些是至关重要的。如果没有这些基因,胚胎发育停止在2 - 4细胞阶段。

最有趣的,意外的,这些OBOX基因是高度冗余的功能:一个可以被另一个取代的淘汰赛。冗余可能已经进化,因为过渡是如此重要,舒尔茨说。此外,研究人员发现,OBOX基因功能通过促进波尔II定位到正确的基因开始合子基因组激活。

在老鼠中,基因组激活发生在两个阶段。在人类胚胎,它发生后,当胚胎经历了几轮部门形成8个细胞。一个悬而未决的问题是如何保存这个过程是跨物种,即。,OBOX-like基因参与人类基因组激活。工作也暗示了了解胚胎干细胞重新编程,这样他们可以发展为身体的任何组织。

参考:陈记年代,F,斯坦P, et al . OBOX调节小鼠合子基因组激活和早期发展。自然。2023:1-3。doi:10.1038 / s41586 - 023 - 06428 - 3

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