JMJD2蛋白家族对小鼠早期胚胎H3K9甲基化修饰及发育能力的影响

我们的前期研究发现，小鼠受精卵雄原核检测不到组蛋白H3K9甲基化修饰；然而在受精后抑制蛋白质合成或抑制mRNA转录，在体外受精(IVF)后12小时的受精卵雄原核中出现明显的H3K9甲基化修饰。这项研究表明，卵母细胞细胞质具有H3K9甲基转移酶活性，能够使细胞核染色质组蛋白H3K9发生甲基化修饰，但这种组蛋白甲基化修饰作用为受精后新生转录与蛋白质合成所抑制。本项目拟采用RNAi、实时RT-PCR、免疫荧光、Western blot等技术方法鉴定出调节早期胚胎特别是受精卵组蛋白H3K9去甲基化修饰的酶；研究组蛋白H3K9甲基化修饰对胚胎转录活性、发育能力的调控作用以及与DNA甲基化等表观遗传学修饰的相关，探索其对胚胎发育全能性的影响。

诱导多能干细胞的相关研究取得了巨大的进展，然而细胞重编程的机制仍然未知。本研究着重于表观修饰的调控机制研究，正是细胞重编程的重要组成机制，也是尚未研究清楚的主要部分。小鼠合子发育阶段作为正常的细胞重编程过程，存在着众多表观遗传修饰的变化，包括雌雄原核DNA甲基化和多种组蛋白修饰的不对称现象，因此是一个很好的研究表观遗传机制的模型。.以前的研究发现，在小鼠受精卵雌、雄原核组蛋白H3K9甲基化修饰不对称，雌原核甲基化，而雄原核检测不到组蛋白H3K9甲基化修饰；然而在受精后抑制蛋白质合成，在IVF 12h的受精卵雄原核中出现明显的H3K9甲基化修饰。这项研究表明，受精卵雄原核新生组蛋白H3K9甲基化依赖于受精后新生基因组转录和蛋白质的合成。本研究对小鼠合子不同发育阶段H3K9me2修饰进行检测，发现小鼠合子雄原核在IVF 10h及以后检测到低水平的H3K9me2修饰。这说明在小鼠合子阶段存在着两个不同的调控机制调控雄原核的H3K9me2修饰。IVF 8h之前的阶段不依赖于新生蛋白的合成，而是存在某种机制抑制了组蛋白甲基转移酶的进入雄原核。IVF 8h后的阶段依赖于新生蛋白的合成。在IVF 8-10h期间是这两种调控机制的转换阶段，新生蛋白合成需要时间，不能及时抑制甲基转移酶活性，因此会导致低程度H3K9me2的发生。本实验使用了对小鼠合子进行处理，然后检测小鼠合子雄原核的H3K9me2修饰的变化。结果说明，抑制DNA复制和抑制细胞周期蛋白及其依赖性激酶，都不会改变小鼠合子雄原核的H3K9me2修饰。即DNA复制过程和细胞周期调控过程可能都没有参与调控小鼠合子雄原核的H3K9me2修饰。.经过注射G9A抗体和mRNA实验，去除和过表达G9A都对H3K9me2修饰产生了影响，进一步证明了G9A参与调控了H3K9me2不对称修饰修饰。本实验还检测了GLP的定位情况，同时进行了小鼠合子显微注射GLP抗体，检验GLP抗体对小鼠合子H3K9me2修饰的影响。表明GLP在小鼠合子早期就已进入雌雄原核定位，Cycloheximide处理可能增加了GLP的入核，但GLP分布无雌雄原核不对称性，提示GLP可能不参与小鼠合子雄原核H3K9me2修饰的调控机制。.本实验对小鼠合子的H3K9me2修饰变化进行了详细研究，并初步研究了其中的调控机制。发现小鼠合子期存在着特殊的表观遗传调控机制，