組蛋白H3表達調節親代胚胎的轉變，胎牛血清助力科研

細胞學(xué)研究離不開(kāi)胎牛血清供給營(yíng)養。胎牛血清的品質(zhì)一定程度上影響了實(shí)驗結果的穩定。

受精卵如何經(jīng)過(guò)分裂和分化成為一個(gè)高度組織化的胚胎，這是一個(gè)基本但重要的發(fā)育生物學(xué)問(wèn)題。一方面，配子發(fā)生是終端細胞分化途徑之一。另一方面，受精后，受精卵重新獲得全能性。在這些過(guò)程中，表觀(guān)遺傳信息被廣泛而有力地建立、消除和重置。隨后，胚胎細胞通過(guò)激活譜系特異性基因，以及抑制非譜系基因以防止其異位表達來(lái)獲得不同的細胞命運。這種基因表達程序是由染色質(zhì)結構和組裝介導的，以限制細胞的可塑性。

組蛋白是染色質(zhì)的主要蛋白質(zhì)成分，對特定染色質(zhì)結構的建立和維持至關(guān)重要，與不同的細胞命運相關(guān)。典型或復制偶聯(lián)(RC)組蛋白(即H3、H4、H2A和H2B)在S期表達，主要在DNA復制過(guò)程中被納入基因組。在后生動(dòng)物中，已經(jīng)發(fā)現了幾種組蛋白H3變異，其中包括復制變異H3和替換變異H3.3。組蛋白變體通常是復制無(wú)關(guān)的(RI)，在整個(gè)細胞周期中表達，并調節多種生物過(guò)程。單細胞生物如酵母只具有H3.3樣組蛋白，而后生動(dòng)物同時(shí)具有H3.3-和H3-樣組蛋白，這表明H3可能在后生動(dòng)物發(fā)育中起著(zhù)更特殊的作用，例如調節不同的細胞命運。其中H3為RC組蛋白，H3.3為RI組蛋白變體。

后生動(dòng)物RC組蛋白通常由在多個(gè)染色體位置發(fā)現的基因簇編碼。例如，人類(lèi)基因組在兩條染色體上有14個(gè)組蛋白H3基因，而秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)基因組在四條染色體上有15個(gè)組蛋白H3基因。此外，H3和H3.3的氨基酸序列有97%的相似性，是所有真核生物中最保守的兩種蛋白質(zhì)。然而，H3和H3.3在第31位和第87 - 90位氨基酸的主序列不同，與組蛋白伴侶的相互作用不同，基因組分布也不同。在功能上，H3.3通常與活性轉錄相關(guān)，并富含翻譯后修飾(PTMs)，如H3K36me2和H3K4me3。相反，與抑制性染色質(zhì)相關(guān)的PTMs，如H3K27me2/3和H3K9me2/3，優(yōu)先發(fā)生在H3上。此外，最近對幾種生物的研究表明，H3.3在小鼠、果蠅和非洲爪蟾的配子發(fā)生和早期胚胎發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮保守作用。在秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)中，去除H3.3并不致命，但會(huì )降低生育力和生存能力以應對壓力。

締一生物的Ausbian進(jìn)口胎牛血清，內毒素含量低，營(yíng)養豐富。

由于多個(gè)H3基因組位點(diǎn)的位置分散和序列相似性高，由于缺乏精確的遺傳工具，確定單個(gè)組蛋白H3基因的貢獻仍然是一個(gè)挑戰。

利用crispr - cas9介導的基因編輯技術(shù)，近日的一項研究，報道了秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)配子發(fā)生和胚胎發(fā)生過(guò)程中組蛋白H3基因的內源性表達模式和發(fā)育作用，并將其與組蛋白變體H3.3進(jìn)行了比較。

相關(guān)研究發(fā)表在《Science Advances》上，文章標題為：“Developmentally programmed histone H3 expression regulates cellular plasticity at the parental-to-early embryo transition"。

研究人員發(fā)現H3.3和H3分別富集于與H3K36me2和H3K27me2/3相關(guān)的染色質(zhì)區域。與這些共定位差異一致的是，敲除H3基因的等位基因導致H3K27me2/3減少而H3K36me2增加。最后，研究人員為胚胎發(fā)生過(guò)程中從H3.3-到h3富集表觀(guān)基因組的變化作為一種機制來(lái)限制細胞在譜系規范上的發(fā)育潛力的假設提供了證據。

總之，該項研究結果揭示了多個(gè)組蛋白H3基因表達的發(fā)育程序性變化，這些基因有助于限制胚胎可塑性，并在配子體發(fā)生期間調節染色質(zhì)組裝。

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