Science：提醒食蟹猴发育进程中的X染色体剂量赔偿机制

起源：本站原创 2021-11-22 12:58

哺乳植物的性染色体是双态的，即X和Y染色体。雌性有两条X染色体，而雄性有一条X染色体和一条Y染色体。X染色体编码800多个基因；相比之下，Y染色体编码症结的雄性决议因子SRY，但普通来说它编码的基因数目较少。退化出的机制可确保X和常染色体之间以及雌性和雄性之间的基因剂量均衡：X染色体上调（XCU）和X染色体失

2021年11月22日讯/BIOON/---哺乳植物的性染色体是双态的，即X和Y染色体。雌性有两条X染色体，而雄性有一条X染色体和一条Y染色体。X染色体编码800多个基因；相比之下，Y染色体编码症结的雄性决议因子SRY，但普通来说它编码的基因数目较少。退化出的机制可确保X染色体和常染色体之间以及雌性和雄性之间的基因剂量均衡，即X染色体上调（XCU）和X染色体失活（XCI）。在小鼠中对XCI进行了深化研讨，为染色体运动的调控提供了一种形式。长链 Xist在激活X染色体上的一连串克制变乱中起着焦点作用，包含组卵白H3赖氨酸27三甲基化（H3K27me3）和组卵白H2A赖氨酸119单泛素化（H2AK119u1），这些克制变乱在发育晚期招致了XCI。然而，比来的研讨发现了分歧哺乳植物之间在XCI机制方面的症结不同。在人类中，XIST关于完成XCI是不够的，并且XCI的机制仍旧不分明。

食蟹猴是与人类存在亲密亲缘关系的灵长类植物。它们可以作为人类发育的恰当模子，并提供无关剂量赔偿机制退化的症结信息。在一项新的研讨中，来自日本京都年夜学等研讨机构的研讨职员对食蟹猴晚期发育和生殖细胞发育进程中的X染色体运动进行了全面表征。相关研讨成果颁发在2021年11月19日的Science期刊上，论文题目为“The X chromosome dosage compensation program during the development of cynomolgus monkeys”。

雌性食蟹猴的胚胎表白来自父系和母系X染色体的XIST。XIST以顺式方式包被着两条染色体，并诱导克制性修饰H3K27me3和H2AK119u1。这产生在滋养外胚层（TE）和内细胞团（ICM）中，并随同着X染色体紧缩。然而，直到胚胎第9天（E9）的囊胚阶段，此类X染色体中的年夜部门仍旧是沉闷的，没有启动整条X染色体的XCI。在注定进入沉闷状态的X染色体上，XIST被克制，克制性修饰被肃清，而在注定进入非沉闷状态的X染色体上，XIST的上和谐克制性修饰的富集持续进行，使整条X染色体稀释而完成XCI。这些变乱产生在胚胎谱系和胚胎外谱系中，XCI在围着床期较早地树立在滋养外胚层衍生的滋养层细胞四周（年夜约胚胎第11天，E11），XCI永劫间地树立在植入后内细胞团衍生的羊膜、外胚层和下胚层（年夜约胚胎第15天, E15）。雄性食蟹猴的单条X染色体进行了异样的变乱：XIST包被、H3K27me3和H2AK119u1富集和“紧缩”，然后在围着床期进行XIST克制和克制性修饰擦除。

山公发育进程中X染色体运动的动静变动。图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abd8887。

单细胞转录组阐发显示，雄性食蟹猴逐步完成XCU，而雌性食蟹猴则与XCI同时呈现XCU，这两者在植入后1周时树立了X染色体：常染色体的剂量赔偿。另一方面，雌性生殖细胞在没有克制的环境下双等位基因地表白X连锁基因，或在它们特化后从新激活，克制两条染色体上的XIST（E13-E17），然后擦除H3K27me3（E22-E28）。尔后，它们得到了完整的双等位基因X连锁基因表白和XIST从新表白（E42）。

综上所述，这些作者说明了食蟹猴发育进程中X染色体剂量赔偿的全面环境。他们发现，具备XIST包被、H3K27me3和H2AK119u1富集、构造紧凑的X染色体是一个沉闷的在植入上胚层后继续存在的中心环节，这标明在灵长类植物中存在一个或多个对触发整条染色体范畴的XCI至关紧张的之前未确定的机制。他们对与剂量赔偿无关的基因进行了阐发，以为X染色体的克制能够不是剂量赔偿的次要机制。他们的研讨说明了食蟹猴X染色体剂量赔偿的个别产生和共同机制，这与小鼠的X染色体剂量赔偿存在症结差别，不仅与人类X染色体生物学有间接关系，并且与人类和灵长类植物的雌性生物学有间接关系。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Ikuhiro Okamoto et al. . Science, 2021, doi:10.1126/science.abd8887.

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