近日，中心PI苗义良教授动物克隆与干细胞研究团队研究成果以“Coordination of zygotic genome activation entry and exit by H3K4me3 and H3K27me3 in porcine early embryos”在Genome Research发表。研究全面揭示了H3K4me3和H3K27me3在猪卵母细胞和受精胚胎发育过程中的动态分布规律，并首次证实了H3K4me3和H3K27me3参与调控猪受精胚胎合子基因组激活（ZGA）发生和退出的机制。

ZGA是动物早期胚胎发育过程中的核心事件，是实现母源-合子转换的关键，且不同物种ZGA的发生时期也有所不同。先前的研究已发现多个基因调控该事件的发生，而组蛋白修饰在该过程中同样发挥了重要的作用。

H3K4me3和H3K27me3在猪受精胚胎发育中的动态变化和功能研究

研究人员首先发现猪卵母细胞中的H3K4me3在ZGA基因启动子处呈现窄峰，受精后转变为宽峰，4细胞期后又转变为窄峰。在受精卵中同时敲低KDM5B和KDM5C（H3K4去甲基化酶基因）可在ZGA基因启动子上维持H3K4me3的宽峰分布，使ZGA基因无法激活表达，这说明H3K4me3在4细胞期的峰型转换调控着ZGA发生。

其次，研究人员还发现桑椹胚期重新建立的H3K27me3也会在ZGA基因启动子处富集，并与H3K4me3形成二元共价修饰。通过在胚胎培养液中添加GSK126（EZH2抑制剂）阻断H3K27me3的重建，发现ZGA基因在囊胚期的表达异常升高，这说明H3K4me3/H3K27me3共价状态在后期的建立有利于ZGA的退出。

最后，该团队还分析了猪体细胞克隆胚胎中H3K4me3和H3K27me3的分布情况，发现相比于受精胚胎，两种修饰在克隆胚胎4细胞期均存在严重的异常富集，而在囊胚期的富集差异较小，表明ZGA阶段组蛋白修饰的异常重编程仍是影响猪克隆胚胎发育的关键因素。

中心PI苗义良教授为论文的通讯作者，布国伟博士生、祝为博士后和刘鑫副研究员为论文的共同第一作者。该研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省重点研发计划、湖北洪山实验室项目、华中农大校创基金等项目的资助。