Nat Genet：颉伟/王海峰等报道小鼠胚胎失活X染色体高级结构从头建立过程及其调控机制

在哺乳动物中，雌性（XX）与雄性（XY）细胞具有性染色体二态性。为了平衡基因表达水平，在胚胎发育早期，雌性细胞内一条X染色体会发生转录失活（X chromosome inactivation, XCI）。X染色体失活异常，会引起严重的胚胎发育缺陷，多种人类智力缺陷疾病，甚至胚胎死亡。因此研究X染色体失活及其调控机制具有重要的科学意义和临床价值。X染色体失活伴随着剧烈的X染色质结构变化，最终呈现为凝缩的异染色质状态，被称为 巴氏小体 。

之前对体外小鼠胚胎（mESC）分化过程的研究发现，失活X染色体的拓扑结构域（TAD）和区室（compartment）结构都明显减弱，同时出现了以宏卫星序列Dxz4为边界的超级结构域（Dxz4-separated megadomains，D-megadomains）。颉伟实验室和合作者前期围绕染色体三维结构在哺乳动物生殖和胚胎发育过程中的变化规律和功能进行了一系列研究，包括精子发生 (Wang et al., Mol Cell, 2019)，卵子发生（Du et al.,Mol Cell, 2020），着床前胚胎（Du et al.,Nature, 2017），着床后胚胎（Zhang et al.,Nat Genet, 2018; Xiang et al.,Nat Genet, 2020）和核移植过程（Zhang et al.,Mol Cell, 2020）等。然而，染色体三维结构在雌性胚胎发育早期X染色体失活过程中的动态变化过程、机制和功能仍不清楚。

2024年9月10日，清华大学生命科学学院颉伟研究组、王海峰研究组与美国密歇根大学医学院Sundeep Kalantry研究组合作在Nature Genetics杂志发表了题为Stepwisede novoestablishment of inactive X chromosome architecture in early development（《早期胚胎发育中失活X染色高级结构的从头建立》）的研究论文，系统性描绘了小鼠胚胎失活X染色体三维染色质构象的从头建立过程，其中首次报道了胚胎发育早期失活的X染色体呈现出一种特殊的染色质高级结构（Xist-separated megadomains, X-megadomains），并深入探究了其形成的分子机制和参与平衡失活X染色体上必要基因激活和全局性转录沉默的潜在功能，为深入理解X染色体失活机制以及染色体高级结构与基因转录调控关系提供了重要参考。