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Cell Research文章:证实Zrsr1低甲基化和iPS细胞多能状态相关

中国农业大学动物遗传育种与繁殖农业部重点实验室田见晖教授团队通过高通量测序、生物学功能和验证研究,全面系统揭示了诱导多功能干细胞印记基因阻断甲基化,发现了与诱导多功能干细胞(iPSCs)多能性状态和甲基化之间相关的印记基因zrsr1。该研究成果发表于《Cell Research》杂志。

该研究构建了具有相同的遗传背景和原病毒整合位点的iPS细胞系,并通过四倍体(4N)补偿实验确定了每个iPS细胞系多能状态特征。通过不同水平的高通量深度测序对“4N-ON”和对应的“4N-OFF"iPS细胞系(4个体细胞以及1个胚胎干细胞系(ESCs)作为control)的mRNA表达(mRNA-Seq),小RNA分布(sRNA-Seq),组蛋白修饰(H3K4me3和H3K27me3和H3K4me2)(ChIP-Seq)及DNA甲基化(MeDIP-Seq)进行了在基因表达和总体表观遗传修饰方面的全基因组差异比较分析,发现一个甲基化印迹基因Zrsr1并证实iPS细胞在mRNA、小RNA、核心组蛋白修饰(H3K27me3、H3K4me3和 H3K4me2)和DNA甲基化水平上总体相似。然而每个iPS细胞系都具有一些细胞系特异性的差异,这有可能与特定细胞身份有关系。研究人员还发现,通过不同的转录因子组合衍生的多能性减少的iPS细胞系中印记基因Zrsr1的甲基化一致遭到破坏。并且通过改善培养条件或是亚克隆iPS细胞的方法,不能恢复破坏的甲基化,并且在起源于另外一些重编程系统的独立iPS细胞系中,研究人员进一步确证了Zrsr1低甲基化和iPS细胞多能状态相关。新研究发现对于更深入地阐明重编程机制以及提高iPS细胞质量具有重要的意义。 

本研究所采用的基于Ion Torrent测序平台的重亚硫酸盐甲基化测序(Bisulfite genomic sequencing)验证工作在北京博奥晶典生物技术有限公司完成。

 

王敏解读

Ion Torrent 测序分析Z1R2A的DNA甲基化


原文摘要:
High-throughput sequencing reveals the disruption of methylation of imprinted gene in induced pluripotent stem cells
It remains controversial whether the abnormal epigenetic modifications accumulated in the induced pluripotent stem cells (iPSCs) can ultimately affect iPSC pluripotency. To probe this question, iPSC lines with the same genetic background and proviral integration sites were established, and the pluripotency state of each iPSC line was characterized using tetraploid (4N) complementation assay. Subsequently, gene expression and global epigenetic modifications of “4N-ON” and the corresponding “4N-OFF” iPSC lines were compared through deep sequencing analyses of mRNA expression, small RNA profile, histone modifications (H3K27me3, H3K4me3, and H3K4me2), and DNA methylation. We found that……

原文出处:http://www.nature.com/cr/journal/v24/n3/full/cr2013173a.html