哺乳动物早期胚胎表观遗传的非对称性研究进展

在哺乳动物发育早期,双亲基因组间及胚胎细胞系间均存在表观遗传非对称性,这对胚胎发育调控有重要意义。本文综述了受精卵、囊胚的表观遗传非对称性现象及目前对其机制的研究进展。克隆胚胎的表观遗传非对称性有所丢失,它们中的大部分有发育缺陷,尤其是胚胎和胚外组织发育失衡,这也说明了保持表观遗传非对称性对于胚胎发育的重要性。     

哺乳动物体细胞核移植的DNA甲基化重编程研究进展

DNA甲基化是基因组主要的表观遗传修饰方式之一.核移植重构胚在对供体细胞基因组进行甲基化重编程过程中会出现异常的甲基化模式,而异常的甲基化重编程是导致克隆胚早期死亡及克隆动物发育畸形的主要原因.论文针对体细胞克隆动物基因组DNA的甲基化模式、造成克隆胚胎甲基化异常的原因及异常甲基化对重构胚胎发育的影响等进行了综述.深入研究核移植重构胚甲基化重编程的机制,有助于完善核移植技术,提高克隆效率,使其更好地应用于基础研究和生产实践.     

表观遗传修饰在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展

骨骼肌是肌肉的主要构成部分，骨骼肌细胞发生增殖和分化的过程都是肌肉发育的基础，直接影响着家养动物的产肉性能。研究发现表观遗传修饰作用对骨骼肌细胞增殖分化具有重要的调控作用，表明该遗传修饰作用对家养动物肌肉发育具有重大的意义。作者从DNA甲基化对骨骼肌细胞增殖分化影响、组蛋白乙酰化所含因子调控基因选择表达作用、非编码RNA调控和染色体重塑作用所起的影响等方面分别介绍了表观遗传在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展，简述了不同修饰方式和不同作用因子对骨骼肌增殖和分化两个过程的影响。同时也回顾了前人在研究骨骼肌增殖分化过程所用到的方法和手段，进而分析了表观调控作用因子在骨骼肌生长过程中所起到的作用。旨在进一步阐述表观遗传修饰在骨骼肌增殖和分化过程中所起到的重要作用，增强对骨骼肌增殖分化调控过程的了解，为和动物生产实际相结合提供参考途径，同时也为骨骼肌生长发育等分子调控提供更多参考素材。     

小鼠早期胚胎发育过程中的DNA去甲基化

表观遗传修饰在基因转录与表达、细胞生长与分化以及动物个体正常发育等过程中都具有重要的调控作用。表观遗传修饰发生异常,会引起机体生长发育中的各种异常。哺乳动物从精卵受精到附植前的胚胎早期发育阶段会发生重要的表观遗传重编程,主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰。精卵受精后DNA发生主动和被动2种方式的去甲基化。本文主要综述了与DNA甲基化相关的蛋白和早期胚胎发育过程中的去甲基化机制,并对小鼠附植前胚胎发育过程中的DNA甲基化的动态变化进行了详细的论述。     

家禽营养表观遗传学研究进展

表观遗传是在不改变DNA碱基序列的前提下,引起基因表达改变的一种可遗传现象。营养表观遗传学作为表观遗传学的一个重要分支,主要通过研究营养素对染色质修饰的影响,进而从分子水平解释早期营养及其他环境因素的变化对后期健康的影响机制。目前,表观遗传修饰和营养调控的研究已成为营养学领域新的研究热点。多项研究表明,营养素可通过对表观遗传的调控改善家禽生产性能,并提高家禽生产力。本文主要论述了表观遗传调控与家禽生产性能的关系,并从深层次阐明各营养素通过影响表观遗传修饰从而改善家禽生长发育及生产性能的具体分子机制。     

印记基因对哺乳动物胚胎和胎盘发育的调控机制

印记基因在调控哺乳动物的众多生命进程中发挥着重要作用,尤其是在生命形成初期,印记基因通过表观遗传修饰决定等位基因的表达和沉默,调节着胚胎和胎盘的生长发育。印记基因在胎盘和胚胎中的表达紊乱与胎儿生长受限、发育停止以及甲状腺脱毒症等密切相关,因此深入探索印记基因对胚胎和胎盘发育的调节机理对于哺乳动物胎儿宫内发育迟缓、出生缺陷以及后期疾病的预防具有重要的指导意义。本文综述了印记基因的主要特点、性腺中印记的擦除、重建与表观遗传修饰及印记基因调控哺乳动物胚胎和胎盘发育的最新研究进展。     

牧草表观遗传学研究进展

表观遗传是指在DNA序列不变的情况下基因表达发生变化的现象。表观遗传现象与外界环境条件的变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到了关键作用。表观遗传学作为一门新兴学科在近20年间得到了快速发展,成为当前动植物和医学领域的研究热点。目前植物表观遗传学的相关研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等方面,并取得了许多重要成果。然而,相对于模式植物拟南芥和其他主要作物而言,牧草的表观遗传学研究仍处于起步阶段。因此,开展牧草表观遗传学研究对我国草牧业的可持续发展具有重要意义。本研究对表观遗传学的概念、研究方法、研究内容(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等)及牧草表观遗传学相关研究进行了全面总结和综述,并对表观遗传在草牧业中的发展前景进行了展望。     

鸡胚发育及其表观遗传调控机制研究进展

鸡胚的发育过程分为早期胚胎发育和孵化过程中的发育，主要受到母体环境和孵化环境中多种因素调控。表观遗传是环境和基因互作的结果，指在DNA序列不变的条件下，基因功能发生可遗传的变化最终导致表型的变化。因此，母体环境和孵化环境等因素都可以通过表观遗传调控机制影响鸡胚发育。文章介绍了鸡胚发育的基本过程，总结了可能影响其发育的环境因素，并重点阐述了鸡胚发育过程中的表观遗传调控机制，为改善鸡胚生长发育提供参考。     

营养素对动物表观遗传的影响及其机制

表观遗传是环境因素和细胞内的遗传物质相互作用的结果.表观遗传学是在DNA碱基序列不变的前提下引起的基因表达或细胞表观型变化的一种遗传现象,具体表现在以下3个既相互独立又相互作用的方面:DNA甲基化、组蛋白修饰和microRNA (miRNA)调控.本文就表观遗传的研究进展及营养素对动物表观遗传的影响及其机制进行综述.     

DNA甲基化/去甲基化与哺乳动物胚胎的体外发育

DNA甲基化及去甲基化是哺乳动物表观遗传修饰的主要方式之一,与哺乳动物胚胎的发育密切相关。因此深入研究DNA甲基化与去甲基化的发生机制,对于改善早期胚胎的发育具有重要意义。本文对哺乳动物胚胎早期发育过程中的DNA甲基化动态修饰进行了综述。     

Vitamin C treatment of embryos,but not donor cells,improves the cloned embryonic development in sheep

Vitamin C is not only an antioxidant but also a regulator of epigenetic modifications that can enhance the activity of the ten-eleven translocation (TET) family dioxygenases and promote the oxidation of 5-methylcytosine (5mC) to 5-hydroxymethylcytosine (5hmC). Here, we investigated the effects of vitamin C in regulating DNA methylation in sheep somatic cells or embryos in an effort to improve the cloned embryo development. Vitamin C treatment of sheep foetal fibroblast cells significantly increased the 5hmC levels but did not affect the 5mC levels in cells. After nuclear transfer, vitamin C-treated donor cells could not support a higher blastocyst development rate than non-treated cells. Although combination of serum starvation and vitamin C treatment could induce significant 5mC decrease in donor cells, it failed to promote the development of resultant cloned embryos. When cloned embryos were directly treated with vitamin C, the pre-implantation development of embryos and the 5hmC levels in blastocysts were significantly improved. This beneficial role of vitamin C on embryo development was also observed in fertilized embryos. Our results suggest that vitamin C treatment of the embryos, but not the donor cells, can improve the development of cloned sheep embryos.     

miR-127和miR-136在转基因克隆绵羊胎盘中的表达分析及其靶基因的鉴定

克隆动物胎盘发育缺陷是造成动物克隆效率低下的一个重要原因。目前认为克隆胎盘发育异常通常是由于一些基因表达的异常所致,与表观遗传修饰有关。microRNA是一种重要的表观遗传修饰方式,对动物胚胎发育和胎盘的形成有着重要的调控作用。为研究miR-127和miR-136在克隆动物胎盘中的表达情况及其与克隆动物发育缺陷的关系,本实验运用荧光定量PCR分析了死亡克隆绵羊胎盘和同期普通绵羊胎盘组织中miR-127和miR-136的相对表达量,并鉴定了miR-127和miR-136的靶基因及靶基因在胎盘中的表达情况。结果显示,miR-127和miR-136在克隆绵羊胎盘中的表达量分别增加了3.1和2.8倍。EGFP荧光敲除实验证实,胎盘发育相关基因Rtl1是miR-127和miR-136的靶基因,同时定量PCR分析发现Rtl1基因在克隆绵羊胎盘中的表达量降低了3/5。结果说明,miR-127和miR-136在克隆胎盘中的异常表达可导致Rtl1基因的低表达,这很可能是导致克隆动物死亡的一个重要原因。     

Establishment,Differentiation, Electroporation and Nuclear Transfer of Porcine Mesenchymal Stem Cells

The limited success of somatic cell nuclear transfer (SCNT) is largely attributed to defects in epigenetic reprogramming of the donor genome. Donor cell types with distinct potential competence may offer different epigenetic flexibility for subsequent genome reprogramming in SCNT. Stem cells possibly enable their genomes to be more readily reprogrammed than differentiated cells. To improve the efficiency of cloning, porcine mesenchymal stem cells (pMSCs) were isolated and well identified by 6‐channel flow cytometry and differentiation assays and were used as donors in SCNT. Compared with porcine embryonic fibroblasts (pEFs), our results showed that pMSCs markedly enhanced cloned embryo development in terms of cleavage and blastocyst formation (p < 0.05). To enhance the epigenetic flexibility of pMSCs, classical reprogramming factors (RFs) were transfected by electroporation, and we achieved optimization with ectopic expression of RFs in pMSCs. Our results suggest that the epigenetic status of donor cells has an improvement on genome reprogramming, and multipotent pMSCs favoured subsequent embryonic development.     

DNA甲基化在哺乳动物卵母细胞和早期胚胎发育中的研究进展

DNA甲基化(DNA methylation)是一种动态、可逆并可以遗传的表观遗传修饰模式,主要发生在哺乳动物原始生殖细胞和早期胚胎发育过程中,能够通过高动态和协同的核酶网络附着在DNA的CpG区域,同时还通过改变调控区域的功能状态进而调控基因表达且不影响DNA序列所携带的遗传信息。DNA甲基化主要涉及基因组印迹、转座元件沉默、X染色体失活和衰老等多种关键生理过程,在哺乳动物卵母细胞和胚胎发育中发挥着重要作用。本文介绍了DNA甲基化的建立与去除机制及其生物学功能,重点阐述了DNA甲基化在哺乳动物卵母细胞和胚胎发育过程中精准生成、维持、读取和删除等动态变化过程,为进一步研究哺乳动物表观遗传调控提供参考依据。     

Epigenetic characteristics of cloned and in vitro-fertilized swamp buffalo (Bubalus bubalis) embryos

Swamp buffalos are becoming endangered due to reproductive inefficiencies. This is of concern because many countries depend heavily on their products. Somatic cell nuclear transfer (SCNT) is a potential strategy for preserving endangered species. To date, SCNT in swamp buffalo has succeeded in the creation of blastocyst embryos. However, development to term of SCNT swamp buffalos is extremely limited, and only 1 live birth has been reported. An abnormal epigenetic mechanism is suspected to be the cause of developmental failure, as is also seen in other species. The DNA methylation and histone acetylation are key players in epigenetic modification and display marked variability during embryonic preimplantation development. Knowledge of epigenetic modifications will aid in solving the developmental problems of SCNT embryos and improving reproductive technology in the swamp buffalo. The objective of this study was to determine the relationship between preimplantation embryonic development and 2 epigenetic patterns, global DNA methylation and histone acetylation, in SCNT and in vitro-fertilized (IVF) swamp buffalo embryos. In addition, we examined the correlations between those 2 mechanisms in the SCNT and IVF swamp buffalo embryos throughout the developmental stages using double immunostaining and quantification of the emission intensities using confocal microscopy. We discovered an aberrant methylation pattern in early preimplantation-stage swamp buffalo SCNT embryos. In addition, greater variability in the DNA methylation levels among nuclei within SCNT embryos was discovered. Hyperacetylation was also observed in SCNT embryos compared with IVF embryos at the 4- and 8-cell stages (P < 0.05). Dynamic changes and interplay between these 2 epigenetic mechanisms could be crucial for embryonic development during the early preimplantation period. The aberrancies uncovered here may contribute to the low efficiency of SCNT.     

可变剪接的表观遗传学调控机制及其在脂肪代谢中的作用研究进展

可变剪接是指从1个mRNA前体中通过不同的剪接方式产生不同的mRNA剪接异构体,并使得最终的蛋白产物表现出不同或者相互拮抗的功能和结构特性的过程.基因通过可变剪接在组织发育和疾病中起着至关重要的作用,是高等真核生物蛋白质多样性的主要来源之一.剪接过程受多种因素调控,其中表观遗传学现象是可变剪接过程中重要的影响因素,多项...