日前，國際權(quán)威學術(shù)期刊《細胞》以封面文章的形式，發(fā)表了北京大學喬杰、湯富酬研究團隊的研究成果——人類原始生殖細胞的轉(zhuǎn)錄組和DNA甲基化組景觀圖。該項成果為探究人類生殖細胞表觀遺傳重編程、DNA甲基化隔代遺傳及干細胞向精卵定向分化等問題提供了理論基礎，對開展輔助生殖技術(shù)安全性評估、疾病對后代影響評價等研究具有重要意義。

　　據(jù)介紹，DNA甲基化是重要的表觀遺傳修飾方式，它不改變基因序列和功能，但能夠通過改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性等，控制基因表達，影響胚胎發(fā)育、干細胞分化甚至癌癥的發(fā)生。換句話說，我們從祖先那里獲得的DNA只是遺傳的基礎，而基因如何表達，例如我們的眼睛和頭發(fā)顏色更像爸爸還是媽媽，則有賴于DNA甲基化的調(diào)控。

　　人類原始生殖細胞是發(fā)育為成熟的精子和卵細胞的前體細胞。人類胚胎在發(fā)育過程中有兩輪大規(guī)模的DNA甲基化組重編程發(fā)生：第一輪發(fā)生在受精后的植入前胚胎中，第二輪發(fā)生在植入后的生殖細胞中。2014年，該課題組首先報告了人類植入前胚胎DNA甲基化特征，相關成果發(fā)表在《自然》雜志上。

　　此次，研究團隊對人類胚胎中第二輪DNA甲基化組重編程過程及其對基因表達網(wǎng)絡的調(diào)控關系進行了分析。該研究主要取得5個重要進展。

　　首先，在基因表達特征方面，處于發(fā)育早期階段的人類原始生殖細胞與小鼠原始生殖細胞類似，印證了用小鼠作為模式動物研究原始生殖細胞發(fā)育過程的重要性。與小鼠不同的是，人類原始生殖細胞并不表達關鍵的轉(zhuǎn)錄因子基因SOX2，而表達SOX家族另兩個基因SOX15和SOX17。其次，關于X染色體重新激活，在人類植入后的雌性胚胎中，每個細胞兩條X染色體中的1條會隨機失活，以保持兩性的X染色體劑量相同。研究團隊發(fā)現(xiàn)，在發(fā)育到第4周的人類雌性胚胎的生殖細胞中，失活的X染色體已經(jīng)完成了重新激活，明顯早于小鼠。三是人類原始生殖細胞會經(jīng)歷大規(guī)模的DNA甲基化擦除，并且在發(fā)育到第10周~11周時，DNA甲基化水平會從植入后早期胚胎中的92%降低到7%左右，達到最低點。四是包括微衛(wèi)星序列ALR在內(nèi)的一些重復序列元件，其DNA甲基化不會被完全擦除，為人類隔代遺傳現(xiàn)象的表觀遺傳學分析提供了有用線索。五是在如此大規(guī)模的DNA甲基化組重編程過程中，轉(zhuǎn)錄組水平的基因表達網(wǎng)絡保持了高度穩(wěn)定，提示表觀遺傳調(diào)控的其他關鍵組分特別是組蛋白的各種共價修飾，在這一過程可能起了關鍵作用。

　　北京大學的郭帆博士、閆麗盈博士、博士生郭紅山、博士生李琳是這篇論文的并列第一作者。