国家干细胞转化资源库阐明RNA结合蛋白Lsm1在合子雌雄原核的组蛋白不对称分布和修饰中的作用机制
发布日期:2023-04-06
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2023221日,国家干细胞转化资源库高绍荣/康岚团队在Nature Communications在线发表了题为“LSM1-mediated Major Satellite RNA decay is required for nonequilibrium histone H3.3 incorporation into parental pronuclei”的研究论文, 该工作阐明了RNA结合蛋白Lsm1通过调节近着丝粒RNAMajor Satellite RNA)的降解,影响小鼠合子雌雄原核不对称组蛋白变体掺入以及表观修饰模式的建立。

在本项研究中,研究人员以课题组的早期胚胎发育蛋白质谱数据为基础,发现RNA降解相关蛋白Lsm1的敲降会导致合子非对称表观修饰模式的丧失--雄原核染色质出现H3K9me3修饰,并显著降低早期胚胎发育能力。在此基础上,利用total-RNA测序和免疫荧光染色发现,Lsm1通过调控组蛋白H3.1/H3.3蛋白定位而非表达来发挥作用。

研究人员利用微量细胞RIP-seq寻找合子中Lsm1直接作用分子,发现其结合并调控靶分子近着丝粒RNAMajor Satellite RNA)的降解。在此基础上,利用一系列功能实验证明近着丝粒RNA参与雌雄原核不对称H3K9me3修饰的调控,并影响早期胚胎发育,它的敲降可以逆转Lsm1敲降合子中异常的组蛋白掺入和修饰。近着丝粒RNA的过表达会造成雄原核中H3.1比例增加而H3.3比例减少,利用RNA pull-down进一步证明它对H3.1具有更强的亲和性。

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最后,研究人员发现小鼠精子和卵子中均存在Lsm1mRNA,细胞核中Lsm1的缺乏可能是造成体细胞核移植效率低下的原因之一。实验结果表明,过表达Lsm1可在一定程度上提高小鼠体细胞核移植胚胎发育能力。

综上所述,研究人员提出Lsm1介导的近着丝粒RNA降解调控了小鼠合子雌雄原核的组蛋白不对称分布和修饰的理论,进一步完善了早期胚胎表观修饰模式建立机制,对于理解细胞命运决定和全能性建立机制具有重要意义。


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