科学家揭示克隆胚胎发育异常表观遗传机制

同济大学教授高绍荣和张勇课题组通过对不同发育命运体细胞克隆胚胎进行全基因组DNA甲基化分析，揭示了异常的DNA再甲基化是导致克隆胚胎着床后发育异常的关键因素。该研究近日发表于《细胞—干细胞》。

虽然体细胞克隆在多种动物上已获得成功，但克隆胚胎中DNA甲基化的重编程过程及其对克隆效率的影响在很大程度上并不清楚。该研究中，研究人员利用微量细胞全基因组亚硫酸氢盐测序技术，首次绘制了不同发育命运的克隆胚胎植入前发育过程中的全基因组DNA甲基化图谱。发现克隆胚胎早期发育过程中相关位点的DNA甲基化动态变化存在再甲基化的现象。通过对比不同发育命运克隆胚胎与正常受精胚胎在同一发育时期的DNA甲基化差异，研究人员鉴定出了广泛的再甲基化位点（rDMR），并且这一再甲基化现象在发育阻滞的克隆胚胎中更明显。更重要的是，通过干扰DNA甲基化酶的表达可以有效降低克隆胚胎中异常的DNA再甲基化水平，激活克隆胚胎的特定转录本，并改进克隆胚胎的体内外发育效率。由此获得的克隆动物胎盘发育也得到了明显改善，这是以往针对多种表观遗传障碍的解决办法都没有做到的，为研究着床后克隆胚胎的异常发育提供了新思路。

同时，研究人员发现克隆胚胎的异常DNA再甲基化和组蛋白修饰重编程缺陷是两个相对独立的壁垒。采取敲降DNA甲基化酶与过表达组蛋白去甲基化酶两种措施，可以使克隆成功率提高到17%左右。