Cell Rep：华中农大苗义良及合作者揭示LEUTX调控猪体细胞重编程的机制
文摘
2024-06-18 09:47
北京
近日，华中农大苗义良教授领衔的动物克隆与干细胞研究团队在Cell Reports发表了题为LEUTX regulates porcine embryonic genome activation in somatic cell nuclear transfer embryos的研究论文，揭示了猪特异性转录因子LEUTX对体细胞重编程的调控机制，并为提高猪的克隆效率提供了新方法。
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图：LEUTX在猪体细胞核移植胚胎中的功能研究
研究团队通过分析人、猴、牛、猪和鼠等多物种受精胚胎的转录组数据，发现大多数PRD-like家族转录因子(例如ARGFX、DPRX、LEUTX)在人、猴、牛和猪受精胚胎的EGA阶段瞬时表达。利用PRD-like家族转录因子的结合基序（motif），通过mCherry报告实验，发现猪的DUXA、LEUTX和OTX2为转录激活因子，鉴于只有LEUTX在猪的EGA阶段瞬时表达，研究聚焦LEUTX调控猪的胚胎基因组激活（EGA）的机制解析。由于LEUTX在猪克隆胚胎EGA阶段表达不足，在猪克隆胚胎中注射全长LEUTXmRNA，发现过表达全长LEUTX不仅能够挽救克隆胚胎失败的EGA，且能显著提高猪克隆胚胎的发育潜能（囊胚率从13.9%提高到26.2%）。通过对猪受精和克隆胚胎EGA阶段LEUTX的CUT&Tag数据以及克隆胚胎EGA阶段过表达LEUTX前后的RNA-seq、ATAC-seq和H3K9ac、H3K27ac的CUT&Tag数据的联合分析，发现在猪早期胚胎EGA阶段，LEUTX会结合在EGA基因的启动子区域，并且会打开EGA相关的基因组区域并建立组蛋白乙酰化。此外，通过构建LEUTX的精确截短体，发现LEUTX通过其中间结构域（70-112氨基酸）招募乙酰基转移酶KAT2A和p300，从而发挥转录激活功能。最后，研究团队开发了一种基于PRD-like家族转录因子motif的报告系统，该系统能够用于选择“最佳质量的克隆胚胎”，进而提高猪的克隆效率。华中农业大学苗义良教授、刘鑫副研究员和中国科学院脑智卓越中心孙强研究员为本文的通讯作者。华中农业大学博士研究生周凯、王婷婷、张晶晶、西北农林科技大学博士研究生张景程、中国科学院脑智卓越中心博士研究生刘星辰为本文第一作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研专项资金、湖北洪山实验室专项、湖北省自然科学基金等项目的资助。论文链接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00700-9
