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小鼠染色质三维结构重塑研究成果
2020年4月14日,同济大学生命科学与技术学院高绍荣团队与江赐忠团队在《Nature Communications》杂志在线发表了题为“Chromatin architecture reorganization in murine somatic cell nuclear transfer embryos”的研究成果。他们采用了经过优化的少量细胞全基因组染色质构象捕获技术(sisHi-C),对小鼠SCNT胚胎发育过程进行连续采样,并详细描绘了SCNT植入前胚胎染色质高级结构的动态变化过程。体细胞核移植(SCNT)技术是将已经分化的体细胞移入去核卵母细胞内,使体细胞的染色质发生重编程,继而重启胚胎发育过程并获得完整个体的技术。虽然SCNT是目前为止唯一一种可以使体细胞获得完整全能性的手段,但是由于在重编程过程中出现了各种表观遗传水平修饰的异常,使得SCNT胚胎的发育能力处于较低水平,也极大程度地限制了该项技术的应用前景。高绍荣教授团队长期致力于小鼠SCNT胚胎发育异常原因的探索。2016年通过对早期克隆胚胎进行卵裂球活检,并结合单细胞RNA测序技术首次建立了植入前核移植胚胎发育命运追踪系统,发现了组蛋白去甲基化酶Kdm4b和Kdm5b分别对克隆胚胎2-细胞和4-细胞时期的发育阻滞起到关键作用。两年后,又通过对不同发育命运体细胞克隆胚胎进行全基因组DNA甲基化高通量测序分析,详细地研究了小鼠克隆胚胎着床前发育过程中DNA甲基化修饰的重编程过程,并揭示了异常的DNA再甲基化(DNA re-methylation)是导致克隆胚胎着床后发育异常的关键因素。在哺乳动物中,染色质三维结构对基因的调控起着非常重要的作用。但是,受制于小鼠SCNT胚胎样本取材困难和Hi-C技术对细胞样本起始量高的限制,小鼠SCNT植入前胚胎发育过程中染色质三维结构的动态变化过程尚未被全面研究过。在本研究中,研究人员收集了核移植后多个时间点的胚胎并利用优化的微量细胞sisHi-C技术对染色质高级结构进行了检测,通过数据分析发现,在体细胞核被注射到去核的卵细胞后,随着典型三维染色质结构的消解,供核体细胞染色质的近距离相互作用优先解开,并迅速由间期转化为类中期状态。在这期间出现了一个非常有趣的现象,当供体细胞在去核卵母细胞中被人工激活1个小时后,基因组经历了从类有丝分裂中期向类第二次减数分裂中期的转变。图1. SCNT胚胎基因组在短时间内由有丝分裂类中期转变为减数分裂类中期 在SCNT胚胎发育6小时进入类原核期(对应正常受精胚胎PN3时期)后,重新出现了较弱的区室结构和拓扑相关结构域(TADs)信号,这很可能是再次退出中期的结果。随后,TADs信号在一细胞晚期逐渐减弱,直到2细胞早期降到最低值,在2细胞晚期到8细胞卵裂期逐步重新建立,直到囊胚期成熟(图2)。图2. SCNT胚胎发育各个阶段的TAD强弱变化随后研究人员将小鼠SCNT与正常受精胚胎发育sisHi-C公共数据集进行比较分析后发现,SCNT胚胎在2细胞期的远距离(>2 Mb)相互作用较正常受精胚胎明显降低。同时,早期(2到8细胞期)受精胚胎与SCNT胚胎的区室结构及TADs也存在着明显的差异。前期的很多研究表面小鼠SCNT胚胎在合子基因组激活(ZGA)时期有大量的基因未能被正常激活。于是,研究人员想到染色质空间结构的异常是否会导致增强子与启动子之间的相互作用无法成功建立?结果表明,在小鼠正常受精卵的ZGA时期的关键基因Zscan4d的启动子与上游的超级增强子有着强烈的相互作用,而这种互作却无法在SCNT胚胎中被观察到(图3)。这类基因的激活异常很可能就是SCNT胚胎发育能力低下的原因之一。那么,造成染色质高级结构的异常的原因究竟是什么呢?研究人员证实这是由于供体细胞基因组中持续存在的组蛋白H3K9me3修饰无法被正常擦除造成的。通过在SCNT胚胎中过量表达组蛋白去甲基化酶Kdm4d来降低H3K9me3修饰水平, SCNT胚胎的染色质空间构象会趋向正常受精胚胎,且Zscan4d的启动子与超级增强子的互作也得到了部分的修复(图3)。这说明H3K9me3修饰是核移植胚胎中染色质高级结构重编程的重要障碍,也证实了在胚胎基因表达调控过程中组蛋白修饰和染色质高级结构的协同作用。图3. SE-P互作异常影响ZGA相关基因表达,并能被过量表达Kdm4d部分纠正综上,这项研究对小鼠SCNT胚胎发育过程中的染色质三维结构重塑进行了系统的研究,这也为今后进一步纠正SCNT胚胎发育过程中的表观遗传屏障提供了新的思路。图4 本研究的模式图同济大学生命科学与技术学院博士研究生陈墨、朱乾书和李翀副研究员为本文共同第一作者,高绍荣教授、江赐忠教授和刘晓雨研究员为本文共同通讯作者。该研究得到了科技部、基金委和上海市科委项目的支持。
同济大学 2021-04-11
一种药物刺激性的质谱检测方法
【发 明 人】马宏跃;段金廒;周婧;闫文丽;龚艳;王子月【摘要】本发明公开了一种药物刺激性评价的质谱检测方法,该方法将药物原液或将药物原液配制成一定浓度的溶液,与细胞共同培养,取细胞上清液,或者将药物注入实验动物体内,取组织液经过提取处理后,然后利用质谱仪,检测药物作用前后炎症物质含量的变化,以此来评价药物的刺激性,并揭示药物刺激性机制。本发明经过对L02、RAW264.7等不同细胞及大鼠足组织的检测,表明该方法可有效地评价药物刺激性的强弱,具有操作简单、指标灵敏、覆盖面广的技术优势,可广泛适用于各种药物刺激性的评价和检验,为保证药物的临床用药安全提供科学依据。
南京中医药大学 2021-04-13
生物有机质用于企业环境异味去除技术集成应用
一、成果简介 新的环保法实施对各类企业环境质量要求较高,食品企业加工中,尤其是废料及下脚料存储中会产生大量异味,对周围环境造成影响,污染环境。目前各类企业多采用活性炭为主要原料的不同 工艺技术去除相应异味,由于运行成本很高,企业多难以承受。本项目采用自主知识产权的专利技术,即特征生物质原料及特征复合EM工程菌集成工艺技术体系用于企业生产中所产生的各类异味 的去除,工艺相对简单,投资小
中国农业大学 2021-04-14
实验室高剪切均质乳化分散机
产品介绍:      S18 型实验室高剪切均质乳化分散机,刀头内切式设计,由高速旋转的转子与精密的定子工作腔配合,依靠高线速度,产生强劲的液力剪切,离心挤压、高速切割及碰撞,使物料充分分散、乳化、均质、粉碎、混合,得到稳定的高品质产品。 高速马达,长寿命设计,运转稳定●整机结构设计合理,选材精良,使用轻便,可手持操作,●无级调速,转速可达25000rpm,为您提供25m/s的剪切线速度●可选配10多种不同的分散头,满足您不同的工作环境(密闭、敞开、常压、真空)●可长时间连续工作运行可达2小时●过载保护、双重防护绝缘、给您安全保障●工作头采用不锈钢材质,可重复使用,符合GMP卫生标准●设备模块化设计,可灵活组合。快速拆装工作头,清洗灭菌方便,刀头可重复使用。 型号:JS18 功率:500W 电源:220V50HZ 电机:国产 转速范围:5000-25000rpm 线速度:25m/s 转速显示方式:刻度显示 调速方式:无级调速 刀头灭菌方式:任何方式 处理量:50-5000ml 标配工作刀头:18G(处理量:50-2000ml) 可选配工作刀头:6G,8G,10G,25G 适用粘度:<7000 cp 接触物料材质:SUS316L不锈钢 浸入物料部分轴套材质:PTFE 工作架、底座:标配 工作架、底座材质:Q235封塑(可选不锈钢材质) 包装:纸箱 工具:配套拆卸工具一套 备件:备件包 整机重量:10KG
扬州均瑞机械设备有限公司 2021-12-17
科技讲堂第二讲|雷朝滋:加强企业主导的产学研合作 发展新质生产力推动高质量发展
中国高等教育学会科技服务专家指导委员会、中国高等教育培训中心、中国教育在线及千校万企协同创新平台共同举办“落实全会精神 建设科技强国”科技讲堂活动。旨在通过权威解读、经验分享、实践探讨等方式,全面深化对全会精神的理解,推动教育科技人才体制机制改革向纵深发展,加速新质生产力的形成,为科技强国建设提供强劲支撑。
中国高等教育学会 2024-09-24
专家报告荟萃① | 雷朝滋:加强企业主导的校企协同创新 发展新质生产力推动高质量发展
高等学校必须深入思考“强化企业主导的校企合作创新,培育新质生产力以促进高质量发展”这一议题,在当前以及未来一段时间内,高等学校作为国家科技创新的重要供给侧,究竟应该为国家和社会提供什么样的高质量科技供给?我们应采取何种策略推进科技创新,我们的主要战场又将位于何处?我们必须认识到,校企合作不仅仅是教育与产业的简单结合,而是一种深层次的、战略性的伙伴关系。
中国高等教育博览会 2024-12-04
科技讲堂第二讲预告|雷朝滋:加强企业主导的产学研合作 发展新质生产力推动高质量发展
中国高等教育学会科技服务专家指导委员会、中国高等教育培训中心、中国教育在线及千校万企协同创新平台共同举办“落实全会精神 建设科技强国”科技讲堂活动。旨在通过权威解读、经验分享、实践探讨等方式,全面深化对全会精神的理解,推动教育科技人才体制机制改革向纵深发展,加速新质生产力的形成,为科技强国建设提供强劲支撑。
中国高等教育学会 2024-09-20
山东省人民政府办公厅印发《关于强化财政支持培育发展新质生产力的实施方案》的通知
为充分发挥财政支撑、引导和保障作用,加快构建科学精准高效的财税政策体系,聚力支持因地制宜培育发展新质生产力,制定本实施方案。
山东省人民政府办公厅 2024-12-24
一种线锯绕制电极电解-机械微细切割加工方法
(专利号:ZL 201510007741.7) 简介:本发明公开了一种线锯绕制电极电解‑机械微细切割加工方法,属于特种加工技术领域。该方法利用两股截面为圆形的电镀金刚石线锯相互扭绞在一起制作成电极;该电极利用其凹凸结构以及高速自旋特性能有效地改善间隙内流场状态,使新的电化学反应离子及时补充到加工区;利用电镀金刚石线锯刮除电解产物和电解作用产生的钝化膜,能够大幅提高加工质量、加工效率;利用绞合线形成的很多凹槽,加工过程中磨损的金刚石颗粒进入凹槽中,这样在凹槽部分储存着很多磨粒,可以提供更多的人造金刚石用于磨削,从而改善了排屑性能,提高了磨削性能、切削效率和切削质量。
安徽工业大学 2021-04-11
离子交换法处理阳图PS版电解槽
项目简介:据我们了解国内生产阳图PS版的生产厂家有十来个,每天每厂家有约百吨的含铝含酸废水排入江河或湖海,因此他们都有较迫切的要求来进行技术技术改造,以降低生产成本,回收废水中铝减少废水的排放。以前有不少厂家想试验用离子交换来处理阳图PS版,但都因技术难关来解决而宣告失败。功能及技术指标:我们试验的新型阳离子交换树脂处理电解槽,只需间歇加少量盐酸,以维持电解时的酸度要求,基本不用排放含铝含酸废水。该技术的投资不大,每条生产线仅需购买约两吨阳离子交换树脂,设备仅是几个大塑料处理槽,一次投资约3万元左右。应用情况:目前温州奥光印刷材料有限公司的一条生产线在应用。市场情况:可以较短时间内向全国有关阳图PS版生产厂进行推广。
武汉工程大学 2021-04-11
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