发布日期：2018-06-19
6月18日，北京大学第三医院乔杰院士研究团队和北京大学生命科学学院汤富酬教授研究团队合作，在《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology，IF=20.06）杂志在线发表了人类植入前胚胎多组学研究新进展。题为“人类早期胚胎的单细胞多组学测序”（Single-cell Multi-omics Sequencing of Human Early Embryos）。该研究利用国际领先的单细胞COOL-seq技术，首次在单细胞水平绘制了人类植入前胚胎发育过程中的全基因组DNA甲基化和染色质状态图谱，进一步解析了胚胎发育阶段复杂而协调的表观遗传重编程过程。
北京大学第三医院乔杰院士团队与北京大学汤富酬教授团队长期密切合作，致力于揭示人类发育过程中基因表达与表观遗传学调控机制，绘制了完整的人类着床前胚胎的高精度单细胞转录组图谱（Nature Structural & Molecular Biology, 2013），对人类早期胚胎及原始生殖细胞发育过程中DNA甲基化组重编程进行了系统研究（Nature，2014；Cell，2015），为深入理解人类胚胎发育及配子发生过程中的分子机制提供了重要依据。2018年1月，合作团队对人类植入前胚胎发育过程进行了更加深入的分析，揭示了人类早期胚胎DNA去甲基化和从头加甲基化的动态变化及父母源基因组差异甲基化等关键特征（Nature Genetics , 2018）。
本研究旨在进一步揭示染色质状态在DNA甲基化重编程过程中的动态重构过程、亲本特异的染色质状态以及多组学之间的关系。通过运用单细胞多组学测序技术（single-cell COOL-seq），区分出整倍体和非整倍体细胞，利用整倍体胚胎的单细胞数据，系统地描绘了人类植入床前胚胎发育过程中多个关键阶段表观基因组多个层面的动态变化，加深了对人类胚胎表观遗传重编程过程的理解。
本研究首次揭示了人类早期胚胎发育过程中，父母源基因组的DNA甲基化与染色质状态的不对称分布。另外，研究定量比较了人类和小鼠胚胎的染色质状态，发现物种保守性及特异性的表观遗传学特征。这为今后人们继续研究人鼠两个物种早期胚胎中表观遗传学的异同提供了理论基础，明确了利用小鼠作为模式生物研究哺乳动物早期发育的优势和局限性。本研究同时为探究临床上胚胎发育阻滞、着床失败、反复流产等问题的发生机制及诊治策略提供了新的思路和研究方法。
北京大学第三医院博士生任一昕以及北京大学北京未来基因诊断高精尖创新中心博士生李琳、博士生高云，四川大学研究员郭帆为该论文的并列第一作者；北京大学第三医院乔杰院士和北京大学生命科学学院汤富酬教授为该论文的共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金、国家重大科学研究计划、北京市科学技术委员会、北京未来基因诊断高精尖创新中心、生命科学联合中心（CLS）等的资助的资助。
来源：北京大学第三医院
