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母源-合子转换期中合子基因组激活的研究进展

2021-12-03赵向远许保增

中国畜牧杂志 2021年10期
关键词:小鼠

赵向远,许保增*

(1.中国农业科学院特产研究所,吉林长春 130112;2.中国农业科学院特种经济动物分子生物学重点实验室,吉林长春 130112)

胚胎发生始于精子和卵子的融合。19 世纪,Theodor Boveri 等[1]利用海胆胚胎研究细胞成分与遗传之间的关系,发现不同种类配子间的交叉受精产生了具有双亲中间特性的幼虫,表明遗传决定因素编码在精子贡献的核物质中。然而,在人工生产的无核卵子的杂交中也观察到一系列杂交特征[2],这意味着母体也给予了一定程度的遗传贡献。

最初,胚胎在转录上是静止的,发育完全由母体提供的蛋白质和核糖核酸来决定。随后,在母子-合子转换期(Maternal-To-Zygotic Transition,MZT),发育调控由激活的合子基因组进行,MZT 主要包含2 种分子活动,它们共同“重新编程”最终分化的卵母细胞和精子,使之成为全能的胚胎。一种是母体产物的降解,即母体指令的缺失,这些指令是卵母细胞成熟、内环境稳定和胚胎发生第一阶段所必需的,但随着胚胎的发育而变得不必要或是有害;另一种是通过基因表达激活新的合子指令,这一过程被称为合子基因组激活(Zygotic Genome Activation,ZGA)。这两种活动极大地重塑了胚胎的基因表达模式和细胞特性[2]。本文综述了ZGA 的动力学和时序模型及ZGA 的调控机制,包括在多个模型物种中对细胞周期长度、转录抑制因子和激活因子的作用和染色质组的研究情况,以及翻译后水平的调控变化,更全面地了解ZGA 在MZT 过程中发挥的作用,以确保胚胎发育的稳定进行。

1 合子基因组激活的模型和时序性

1.1 合子激活的模型假说 在传统上,2 种截然不同的激活模式一直是ZGA 研究的重点。……

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