Cell Stem Cell | 郭帆/王平合作团队解析人卵DNA甲基化的建立

相比于精子和体细胞，哺乳动物卵细胞的DNA甲基化谱是非常独特的。以往的研究以小鼠为模型，报道了卵子发生过程中DNA甲基化建立的概观及机理。然而，对于人卵细胞重新建立DNA甲基化的过程及其调控因素仍知之甚少。

2021年5月5日，四川大学和中科院动物所的研究人员合作在Cell Stem Cell杂志在线发表了题为Decoding Dynamic Epigenetic Landscapes in Human Oocytes Using Single-cell Multi-omics Sequencing 的研究论文，揭示了人卵细胞DNA甲基化的建立过程和分子调控特征。

研究人员通过建立起的单细胞多组学测序方法，首先对多个阶段的人卵细胞和卵巢体细胞进行了转录组、DNA甲基化组和染色质开放性的分析。研究人员发现人卵细胞在生长过程中伴随着广泛的起始性DNA甲基化的发生，并且基因转录和染色质开放性与DNA甲基化的重新建立紧密相关。通过在单细胞与多组学层面上对人和小鼠不同时期的卵细胞进行系统性的比较，研究人员进一步发现了人卵特异的DNA甲基化修饰基因位点以及其可能的发生机理。

虽然基因组内的大量重复元件在成熟的人卵中具有较高的DNA甲基化水平，但研究人员发现依然有少量的ALU元件会逃离DNA甲基化并且在卵细胞生长阶段高度开放；有趣的是，这一类ALU元件往往存在于重要功能基因的附近，并且其关联基因在人与小鼠间并不保守。最后，研究人员探索了组蛋白修饰及其修饰酶在人卵DNA甲基化建立中的作用；虽然人与小鼠卵细胞相比，相关组蛋白修饰酶在RNA和蛋白表达上存在一定的差异，但组蛋白H3K4甲基化修饰在拮抗DNA甲基化建立中仍具有重要作用；此外，组蛋白H3K36甲基化修饰很可能也参与人卵DNA甲基化的建立。该研究深入分析了人卵细胞DNA甲基化的从头建立过程和分子调控特征，对于理解人类生殖细胞的表观遗传编程及其相关机理具有重要意义。

该研究由四川大学华西第二医院、中国科学院动物研究所、中国科学院干细胞与再生医学创新研究院、北京干细胞与再生医学研究院等单位合作完成。郭帆研究员、王平教授/主任医师为论文的主要共同通讯作者；王红梅研究员、张林教授为论文的高级作者；燕蕊、古婵为论文的并列第一作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.04.012