［本站讯］近日，生殖医学研究中心陈子江院士、赵涵教授、吴克良教授课题组联手中科院等研究团队，在人类早期胚胎发育调控基础研究领域取得系列新进展，研究成果先后发表在Nature Structural & Molecular Biology和Cell Discovery杂志上。

研究成果一：揭示通过poly(A)尾巴重塑母源mRNA调控人类卵子向胚胎转变

通过团队开发的PAIso-seq和PAIso-seq2技术绘制了人类卵子向胚胎转变（oocyte-to-embryo transition，OET）过程中的两套相互支撑的全转录组poly(A)尾巴图谱，发现在OET中mRNA的poly(A)尾巴发生了全局性的重塑——包括卵子成熟过程中母源mRNA全局性poly(A)去腺苷酸化与3′-UTR部分降解、大量的非A碱基掺入、以及受精后全局性mRNA重新加尾；同时，该团队对全局性母源mRNA重塑的机制进行了初步探索，并证明poly(A)尾巴介导的母源mRNA重塑是人类受精卵第一次卵裂所必需的。这一重要工作为将来研究人类卵子成熟和早期胚胎发育过程中的母源RNA转录后调控奠定了坚实基础，为不孕不育相关疾病的机制研究打开了一扇新的大门。

人类卵子向胚胎转变过程中母源mRNA poly（A）尾巴重塑

该研究成果在线发表在Nature Structural & Molecular Biology杂志，5年影响因子18.361，山东大学赵涵教授、东北林业大学刘玉胜教授、中科院动物所与中科大联合培养博士研究生邵方红以及东北农业大学博士研究生张轶伟为共同第一作者，山东大学吴克良教授、中科院遗传发育所陆发隆研究员、中科院动物所周兵研究员与东北农业大学王加强教授为共同通讯作者。

研究成果二：揭示人类胚胎合子基因组激活调控机制

表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质可及性等，它们在基因的表达调控中发挥重要作用。人类精子和卵细胞的染色质表观修饰状态存在很大差异。在受精后的早期胚胎里，来自精子的父源染色质和来自卵细胞的母源染色质会经历剧烈的表观遗传修饰重编程，最终达到两者类似的模式。人类胚胎的合子基因组在8-细胞阶段才开始激活，转录产生大量的合子RNA调控胚胎发育。然而，父源和母源基因组是否在人类合子基因组激活（zygotic genome activation, ZGA）中发挥不同的作用目前尚不清楚。

人类ZGA起始于父源基因组

为了回答上述问题，研究团队通过对人类孤雄、孤雌单倍体早期胚胎进行转录组比较分析，探究人类父源和母源基因组在调控胚胎基因表达上的异同点。研究结果揭示人类ZGA在孤雄和二倍体胚胎的8-细胞阶段启动，但在孤雌胚胎的桑葚胚阶段才开始。对胚胎各个阶段发育时间的观察结果显示人类孤雌和孤雄胚胎的发育时相相似，排除了孤雌胚胎发育延迟的可能性。不同于人类胚胎，小鼠胚胎的ZGA在孤雄、孤雌胚胎的同一阶段发生，说明孤雄胚胎的ZGA先于孤雌胚胎是人类特异的现象。进一步的机制探索发现，在8-细胞阶段，灵长类特异的转录因子ZNF675在孤雄胚胎中特异性高表达，而且ZNF675在人类ZGA中发挥重要作用。另外，孤雄特异性高表达的LSM1对人类母源RNA降解和ZGA也很重要。ZNF675与LSM1的孤雄特异性高表达与孤雄特异的染色质可及性相关联。更重要的是，人类二倍体胚胎的转录组数据也支持ZNF675与LSM1的父源特异性表达。该研究结果揭示了人类的ZGA起始于父源基因组。该成果为我们理解人类亲本基因组在调控早期胚胎发育中的异同点提供有力的依据和资源。

该研究成果在线发表在Cell Discovery杂志，5年影响因子38.272，山东大学生殖中心张京业助理研究员与中国科学院北京基因组所袁慎立博士、詹坚鸿博士为共同第一作者，山东大学陈子江院士、吴克良教授、赵涵教授与中国科学院北京基因组所刘江研究员、高磊副研究员为共同通讯作者。山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

以上研究受到山东大学攀登计划创新团队、国家重点研发计划、国自然面上等项目资助。

文章链接：

1.Remodeling of maternal mRNA through poly(A) tail orchestrates human oocyte-to-embryo transition

2. Human zygotic genome activation is initiated from paternal genome