最近,发表在Cell Stem Cell期刊上的一项新的研究中,来自中国科学院遗传与发育生物学研究所和中国科学院动物研究所的研究人员通过实验证实修复H3K27me3介导的非经典印记(non-canonical imprinting)可以极大地提高克隆效率。
在这项新的研究中,这些研究人员揭示了H3K27me3依赖性印记基因在克隆胚胎的植入后胎盘中发生异常双等位基因表达,这与这些基因在受精卵的正常胚胎中发生单等位基因表达不同,这说明异常的H3K27me3印记可能是动物克隆的表观遗传障碍。
这些研究人员利用单倍体胚胎干细胞技术产生了4个主要H3K27me3印记基因(Sfmbt2、Gab1、Smoc1和Jade1)发生单等位基因缺失的体细胞。他们先是利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术在单倍体胚胎干细胞中进行单等位基因缺失实验。然后将这些细胞作为人工精子,培育出4个主要H3K27me3印迹基因发生单等位基因缺失的小鼠。这些基因的单等位基因表达可以模拟这些基因的印记表达状态。
该研究中,通过使用来自上述小鼠的体细胞---成纤维细胞,这些研究人员可以实现高达14.2%(对野生型成纤维细胞而言,这一数字为0)的克隆效率。与此同时,克隆动物长期存在的胎盘和身体过度生长缺陷在这些克隆小鼠身上也得到了很大程度的恢复。
这项新研究表明,H3K27me3介导的印迹缺陷是哺乳动物克隆中重要的表观遗传障碍,并建立了克服这种障碍的优雅方法。
这些研究结果为改善SCNT技术在多种哺乳动物中的应用开辟了一条新途径。