來自清華大學生命科學學院、北京大學等機構的研究人員報道稱，他們繪制出了哺乳動物著床前胚胎易接近染色質的景觀圖。這一重要的研究成果發布在6月15日的《自然》（Nature）雜志上。

領導這一研究的是清華大學生命科學學院的頡偉(Wei Xie)研究員，其主要科研領域與方向包括表觀遺傳學，基因組學和生物信息學。

2013年，頡偉在美國圣地亞哥Ludwig腫瘤研究所攻讀博士后時，以第一作者在Cell雜志上發表文章，揭示了引導早期人類胚胎發育的基因開啟和關閉的機制。此外，這項研究還描述了一種有可能不只在胚胎發育過程中，并且同樣在癌癥中起極其重要作用的新遺傳現象。

在這篇Nature新文章中，頡偉研究員和合著作者們指出，染色體的狀態影響了包括基因表達、DNA復制和DNA修復在內的一些基本的細胞過程。很久以前，人們就注意到易接近的染色質標記了一些調控序列，如啟動子、增強子、絕緣子和位點控制區域。這些元件與細胞類型特異性的轉錄因子互作，執行了一些指導細胞命運決定和發育的轉錄程序。

早期的動物胚胎會經歷廣泛的重編程和染色質重塑，使得終末分化的生殖細胞能夠轉變為全能/多能細胞。然而，關于著床前發育過程中哺乳動物染色質改變結構及調控轉錄程序的機制仍有待研究。目前還不清楚染色質動態是否與其他的表觀遺傳重編程事件如整體DNA去甲基化有關聯。并且，對于順式調控元件在早期發育中所起的作用也知之甚少。

不幸地是，由于可獲得的實驗材料有限難以解答這些問題。近年，斯坦福大學的華裔學者Howard Chang開發出了一種高效的技術ATAC-seq，可利用單細胞來分析開放染色質。研究發現ATAC-seq檢測到的一些易接近區域與啟動子和增強子等調控元件廣泛共定位。

在這里清華大學的研究人員采用改進的ATAC-seq方法結合CRISPR/Cas9輔助線粒體DNA去除技術，繪制出了小鼠著床前胚胎中全基因組易接近染色質圖譜。他們發現盡管在DNA甲基化組中呈現廣泛的親代不對稱，在主要合子基因組激活(ZGA)后親代基因組之間的染色體易接近性總體相當。轉座元件廣泛塑造了早期胚胎中的易接近染色質，且與一些順式調控序列廣泛重疊。

出乎意料地是，研究人員還發現易接近染色體靠近一些活化基因的轉錄終止位點。通過整合順式調控元件和單細胞轉錄組圖譜，他們構建出了早期發育的調控網絡，幫助確定了一些重要的譜系專向分化調控因子。最后，研究人員發現在主要合子基因組激活之前一些順式調控元件及相關開放染色質的活性下降。令人驚訝地是，他們觀察到在次要合子基因組激活過程中許多位點顯示在整個轉錄單位上有一些非典型的大開放染色質結構域，支持了存在一種不同尋常的松散的染色質狀態。

這些研究數據揭示出了伴隨早期哺乳動物發育一種獨特的時空染色質結構。

此外，本月2號，著名華人科學家張毅也領導波士頓兒童醫院、美國國立衛生研究院的研究人員在Cell雜志上發表論文，報告稱他們揭示出了小鼠著床前發育過程中的染色質調控景觀。并確定了一些對哺乳動物胚胎中DNase I超敏位點(DHSs)建立極為重要的關鍵轉錄因子。