[发明专利]H3K27me3及其去甲基化酶KDM6A/B在小鼠核移植重构胚中的应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物技术领域，具体是一种H3K27me3及其去甲基化酶KDM6A/B在小鼠核移植重构胚中的应用方法。

背景技术

体细胞核移植是指将体细胞核注入到去核的卵母细胞质中获得重构胚，由重构胚最终发育为后代的技术；细胞的重编程能够通过核移植、细胞融合、特定转录因子以及培养条件诱导等方法来实现，但是目前唯一能够诱导细胞重新发育成个体的重编程方法只有体细胞核移植，其他方法只能够在细胞、分子或者生化的水平上产生诱导，并且都存在一些不足之处。自从体细胞核移植技术建立以来，克隆效率一直处于较低的水平，只有很少的重构胚胎能够发育到足月出生，在小鼠中通常只有1～2％的出生率，而且大多数克隆小鼠在出生后不久就会死亡，成功出生的克隆小鼠也会出现胎盘巨大、胎儿过度生长等异常症状，即所谓的“胎儿巨大症”，造成这一现象的主要原因是供体细胞核不能够被完全的重编程所致；重编程主要指的是表观遗传修饰的擦除与重建，在核移植重构胚中，原本稳定的、终末分化的体细胞的表观遗传修饰模式，在合子基因组激活之前极短的时间内，被卵母细胞质强行逆转为胚胎状态的表观遗传修饰模式。当供体核注入到去核的卵母细胞后，重编程过程便开始启动，这个过程主要包括核及核外结构重排、DNA甲基化、基因组印迹、X染色体活性、组蛋白甲基/乙酰/磷酸化以及端粒长度等一系列表观遗传修饰的“擦除与重建”。

自从核移植技术介导的体细胞重编程成功以来，有关核移植技术的研究，始终围绕着如何提高重编程效率这一核心问题展开，核移植介导的重编程通常从以下几个方面来评价：(1)重构胚的囊胚发育率；(2)克隆动物的出生率；(3)克隆动物的成活率；(4)从重构囊胚中获得胚胎干细胞的成功率；在2006年，日本的科学家Takahashi与Yamanaka利用IPS技术在24种候选的基因，通过排列组合并且逐个筛选，最终确定了可以够诱导体重编程的关键因子Oct-3/4、Sox2、c-Myc和Klf4，这四个因子能够将小鼠的成纤维细胞恢复多能性状态。

体细胞核移植是唯一能够将终末分化体细胞重新恢复到胚胎细胞状态并发育为个体的技术手段，在体细胞核进入卵胞质后，在极短的时间内可使供体核重编程，回复到全能性的状态，卵母细胞的胞质对体细胞重编程能力远远高于外源转入的特定转录因子，在核移植重构胚中，原本稳定的、终末分化的体细胞的表观遗传修饰模式，在合子基因组激活之前极短的时间内，被卵母细胞质强行逆转为胚胎状态的表观遗传修饰模式，当供体核注入到去核的卵母细胞后，重编程过程便开始启动，这个过程主要包括核及核外结构重排、DNA甲基化、基因组印迹、X染色体活性、组蛋白甲基/乙酰/磷酸化以及端粒长度等一系列表观遗传修饰的“擦除与重建”。

在小鼠胚胎早期发育过程中，表观遗传修饰同时也在发着剧烈的变化，这种动态变化是在为正确的激活和沉默特异基因做准备，组蛋白上表观遗传修饰的类型与程度，直接决定着合子基因组是否能够成功激活；组蛋白甲基化修饰是一种重要的表观遗传学修饰，组蛋白甲基化修饰与异染色体的形成、X染色体的失活、特定基因的转录调节、基因组的完整性和细胞发育等过程有着密切联系，这种修饰在胚胎早期发育过程中扮演着非常重要的角色；目前的研究表明，H3K9me3、H3K27me3和H3K72me3是DNA转录抑制的标志；而H3K4me3、H3K36me3和H3K79me3与基因的转录激活有关，H3K27me3修饰可通过两种组蛋白去甲基化酶KDM6A和KDM6B将甲基移除，KDM6A和KDM6B均具有Jmjc双加氧酶结构域，此结构域是去甲基化的活性中心，KDM6A、KDM6B这两个重要的组蛋白去甲基化酶在小鼠胚中的表达模式如何；卵母细胞中KDM6A、KDM6B与H3K27me3修饰之间关系又如何；与之相关的研究还未见报道，为了解决上述问题，以孤雌激活的各时期胚胎为研究对象，研究H3K27me3、KDM6A及KDM6B三者在时间和功能上的关系，来寻找提高胚胎发育能力的方法是目前的研究方向。