猪体细胞核移植胚胎X染色体活性变化及其调控机制探索
批准号:
32072733
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
翁晓刚
依托单位:
学科分类:
畜禽繁殖学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
翁晓刚
中文摘要
X染色体活性状态与胚胎发育潜力密切相关。我们的前期研究表明猪体细胞核移植(SCNT)胚胎X染色体存在过度失活(ectopic XCI),是猪SCNT胚胎发育的潜在瓶颈。据此,本研究拟探究猪SCNT胚胎X染色体活性变化及其背后的调控机制。围绕该科学问题,本项目首先将确定猪X染色体失活中心(Xic)相关因子的基因序列及其表达模式;然后利用不同来源胚胎的测序结果研究猪胚胎XCI模式以及确定其启动与建立的时间;接下来确定Xist以及其他可能调节因子在早期胚胎XCI中的作用;最后系统比较猪SCNT胚胎与体内或体外受精胚胎的X染色体活性及表观差异,并通过调控关键的表观因子来改善猪SCNT胚胎的发育效率和质量。
英文摘要
The active state of X chromosome is closely related to embryonic development potential. Our previous research showed that the X chromosome of the pig somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryo is ectopic inactivated (ectopic XCI), which is the potential bottleneck for pig SCNT embryo development. Based on this, this study intends to explore the changes in the X chromosome activity of pig SCNT embryos and the underlying regulatory mechanisms. Focusing on this scientific issue, this project will first determine the sequences and expression patterns of genes related to X chromosome inactivation centers (Xic); then use the sequencing results of embryos from different sources to study the XCI model of pig embryos and determine the time of their initiation and establishment; then determine Xist and other potential regulatory factors in XCI; finally, systematically compare the X chromosome activity and apparent differences between pig SCNT embryos and in vivo or in vitro fertilized embryos, and improve the development efficiency and quality of pig SCNT embryos by regulating key epigenetic factors.
X染色体失活(XCI)是哺乳动物早期胚胎发育过程中重要的生物学事件,它主要由长链非编码RNA XIST所控制。目前对X染色体失活规律和机制的认知主要基于小鼠上的研究。然而越来越多的研究表明XCI在物种间存在较大差异。本项目首先解析了猪XIST RNA序列特征,以及确定了启动子及增强子情况,进一步利用杂交胚胎各胚层的scRNA-seq测序与H3K27me3 ChIP-seq测序,以及XIST RNA FISH与H3K27me3染色来确定体内胚胎X染色体失活时期及其方式,在此基础上对体细胞核移植胚胎、体外受精胚胎、孤雌胚胎的X染色体失活规律进行了探究。我们的研究结果显示猪XIST序列显著长于小鼠xist,前者含有较长的Repeat D重复序列;同时,XIST基因的增强子,以及失活中心内LncRNA与小鼠相比存在较大的差异,尤其是不存在反向转录本TSIX。进一步的研究结果表明猪着床前胚胎X染色体失活模式具有明显的物种特异性,尤其是X染色体失活时期和模式与小鼠差异较大,包括猪的X染色体失活在着床前完成,失活过程经历时间较长(E6-E12),并且猪各胚层不存在印记失活模式。同时,本项目的研究结果也显示猪体细胞核移植胚胎X染色体异位失活的比例显著低于小鼠,SCNT、IVF、PA等体外胚胎存在较高比例的X染色体失活延迟的问题。针对这些异常,本项目优化了现有猪体外胚胎培养体系,并且显著改善了体外胚胎X染色体活性异常的问题。本项目的研究结果将加深我们对哺乳动物X染色体失活规律的认知,为家畜体外胚胎生产技术体系的优化提供理论指导。
H3K9me3与H3K27me3对猪体细胞重编程影响机制
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批准号:31601942
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2016
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负责人:翁晓刚
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依托单位:
国内基金
海外基金