小鼠雌性生殖干细胞全基因组范围H3K4me3和H3K27me3的研究

由组蛋白各种翻译后修饰和DNA甲基化构成的表观遗传修饰与细胞特异性的转录因子协同作用，决定着多细胞生物的细胞分化及发育。组蛋白不同的化学修饰所组成的"组蛋白密码"，影响染色体结构和基因表达活性，从而使干细胞的发育潜能得以动态地调控。小鼠雌性生殖干细胞（FGSC）由我国学者首次在国际上分离，表观遗传修饰对FGSC的维持及分化的作用机制并不清楚。本项目利用基于测序的ChIP-PET策略，对FGSC全基因组范围的组蛋白修饰H3K4me3和H3K27me3展开研究，并结合与之对应的转录组分析和多能性转录因子Oct4主导的转录调控网络分析，系统性地揭示不同组蛋白修饰模式对FGSC自我更新、多能性的维持及其定向分化的影响。

摘要：包括组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化等各种组蛋白翻译后修饰和DNA甲基化在内的表观遗传调控与细胞特异性的转录因子介导的转录调控协同作用，通过定义细胞类型特异性的基因表达谱决定着多细胞生物的细胞分化及发育。组蛋白不同的化学修饰所组成的“组蛋白密码”，影响染色体结构进而上调或者下调基因表达活性，从而使干细胞的发育潜能得以动态地调控。小鼠雌性生殖干细胞（mFGSC）由我国学者首次在国际上分离，表观遗传修饰如何参与FGSC细胞内的基因表达，进而影响FGSC的自我更新和发育的多能性，这些科学问题并不清楚。.为了理解表观遗传调控在FGSC细胞所发挥的作用，本项目利用基于申请者研发的基于高通量测序的ChIP-PET策略，对FGSC全基因组范围的两种组蛋白修饰H3K4me3和H3K27me3展开研究。我们发现FGSC基因组上一共含有709个H3K4me3修饰位点以及1558个H3K27me3修饰位点，这些组蛋白修饰共涉及近两千个基因。其中有些基因，比如对维持FGSC状态非常重要的基因BMP家族成员以及Ddx家族成员都携带H3K4me3修饰。本项目通过对FGSC全基因组范围组蛋白修饰的研究，为系统性地揭示不同组蛋白修饰模式对FGSC自我更新、多能性的维持等分子机制奠定了基础，有利于进一步推动FGSC分子生物学的研究。