Cell Res：蓝斐等发现表观遗传调控减数分裂过程

来源：iNature

原标题:Cell Res：再取新进展，继发现2019-nCoV损害肝功能后，蓝斐等发现表观遗传调控减数分裂过程

减数分裂重组是通过形成双链断裂（DSB）来启动的，双链断裂可通过交叉（CO）或非交叉（NCO）进行修复。在大多数哺乳动物中，PRDM9介导的H3K4me3控制着DSB的非随机分布。但是，DSB命运控制的时机和机制仍未确定。

2020年2月11日，复旦大学蓝斐，北京大学汤富酬及中科院生化细胞所童明汉共同通讯在Cell Research 在线发表题为“Refined spatial temporal epigenomic profiling reveals intrinsic connection between PRDM9-mediated H3K4me3 and the fate of double-stranded breaks”的研究论文，该研究生成了减数分裂前期I期间同步小鼠生精细胞的综合表观基因组图谱，揭示了表观遗传因子与减数分裂重组之间的时空和功能关系。该研究发现，在DSB热点，PRDM9介导的H3K4me3与H3K27ac和H3K36me3恰好相符，与DSB的命运息息相关。数据表明，在DSB形成时可能会做出命运决定：较早形成的DSB占据更多的开放染色质，并且更有能力进行CO命运。该工作强调了PRDM9介导的H3K4me3与DSB命运决定之间的内在联系，并为控制CO稳态提供了新的见解。

另外，2020年2月4日，复旦大学生物医学研究院蓝斐，樊嘉等人在bioRxiv 在线发表题为“Specific ACE2 Expression in Cholangiocytes May Cause Liver Damage After 2019-nCoV Infection”的研究论文，该研究使用两个独立队列的单细胞RNA-seq数据对健康肝脏组织中ACE2的细胞类型特异性表达进行了评估，并鉴定了胆管细胞中的特异性表达。结果表明，2019-nCoV可能直接与ACE2阳性胆管细胞结合，但不一定与肝细胞结合。该发现表明SARS和2019-nCoV患者的肝异常可能不是由于肝细胞损伤，而是胆管细胞功能障碍和其他原因，例如药物诱导的和全身性炎症反应引起的肝损伤。研究结果表明，应在住院期间和治愈后不久对2019-nCoV患者进行肝功能异常特别护理（点击阅读）。

减数分裂是细胞分裂的一种特殊形式，它从二倍体细胞生成单倍体配子，对于有性生殖和进化是必不可少的。减数分裂的基础是减数分裂重组的过程，这导致等位基因的新组合传播给下一代。减数分裂重组是通过拓扑异构酶样酯交换酶SPO11和TOPVIBL引入程序化的DNA双链断裂（DSB）引发的。 

DSB形成后，单链DNA（ssDNA）末端参与修复过程，这导致RAD51和DMC1的装载。这有助于在大多数链入侵中寻找同源染色体（同源物），并形成单端入侵链交换中间体（SEI）。SEI可以通过合成依赖链退火（SDSA）生成仅生成非交叉（NCO）重组子，也可以通过双Holliday连接（dHJ）生成交叉（CO）/ NCO重组子来解决。随后只有一小部分DSB被修复生成CO，而其余的则导致NCOs的形成。

DSB最常出现在称为热点的首选站点，该站点的位置标有H3K4me3。在大多数哺乳动物中，这取决于组蛋白甲基转移酶PRDM9。尽管有最新进展，但重组过程中特别是DSB命运决定中所涉及的关键表观遗传因子的动态性质和功能仍有许多未知。

在这里，研究人员生成了减数分裂前期I期间同步小鼠生精细胞的综合表观基因组图谱，揭示了表观遗传因子与减数分裂重组之间的时空和功能关系。研究人员发现，在DSB热点，PRDM9介导的H3K4me3与H3K27ac和H3K36me3恰好相符，与DSB的命运息息相关。

数据表明，在DSB形成时可能会做出命运决定：较早形成的DSB占据更多的开放染色质，并且更有能力进行CO命运。该工作强调了PRDM9介导的H3K4me3与DSB命运决定之间的内在联系，并为控制CO稳态提供了新的见解。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41422-020-0281-1