近日，山东大学妇儿与生殖健康研究院陈子江院士、赵涵教授团队联合清华大学生命科学学院颉伟教授团队，在《自然-遗传学》（nature genetics）期刊以长文形式报道了题为“maternal factor otx2 regulates human embryonic genome activation and early development”的研究论文。赵涵教授为本文最后通讯作者，陈子江院士、颉伟教授为共同通讯作者。清华大学王秋艳、山东大学副研究员张传鑫为本文共同第一作者。
图1.转录因子otx2调控人类ega
合子基因组激活 ( embryonic genomeactivation,ega)是新生命起始时的第一次转录事件和启动胚胎发育进程的关键事件，然而关于人类ega启动的具体分子机制一直以来都是未解之谜。本研究发现otx2在人类ega过程中发挥关键调控作用。研究人员利用trim-away、sirna及morpholino联合方法敲低otx2后，发现人类胚胎在受精后第3至第4天出现显著发育缺陷。通过单胚胎rna-seq、高灵敏cut&run及atac-seq等技术，研究揭示otx2在4细胞期直接结合关键ega基因的调控区域，如tprx1、tprx2及ega相关重复元件hervl，促进染色质开放和基因激活。团队进一步发现，otx2的调控作用部分依赖于alu和malr等重复dna元件，这些序列可能作为otx2结合和促进染色质开放的顺式调控元件。值得注意的是，tprx1/2的过表达可部分挽救otx2敲低导致的转录组异常和发育缺陷。此外，联合敲低otx2与tprxl会加剧8细胞期胚胎的染色质开放缺陷和ega异常，并引发严重的发育障碍。这表明在人类zga中可能存在otx2/tprxl-tprx1/2从母源转录因子到胚胎转录因子的层级调控网络。本研究揭示了otx2启动人类胚胎基因组激活的分子机子，加深了对人类早期发育分子基础的理解，为改进辅助生殖技术及探索发育障碍的分子原因提供了新方向。
生殖医学团队在陈子江院士的带领下，长期致力于生殖发育与子代健康的临床与基础研究，多项原创性成果发表于nature、cell、science、nejm、lancet、jama和bmj等国际顶级学术期刊。本研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金卓越研究群体项目、国家自然科学基金重大项目、中央高校项目、国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生）等项目的资助。