中國科學院北京基因組研究所劉江團隊與山東大學附屬生殖醫院陳子江團隊合作，首次揭示了人類早期胚胎中的染色體三維結構的動態變化，并發現染色質調節蛋白CTCF對于早期胚胎發育中TAD結構的重要調控功能，為進一步揭示人類胚胎發育機制提供了理論基礎。研究論文日前在線發表于《自然》雜志上。

　　人類個體發育從受精卵開始，逐漸分裂分化形成一個含有上百種細胞類型、多種器官的復雜有機體。但人類精子和卵子受精后，細胞核中的染色體結構如何變化？哪些生物學分子會影響胚胎中的染色體結構變化？一直以來未找到答案。

　　據介紹，染色體三維結構是重要的表觀遺傳因素，與基因的表達調控密切相關。三維結構是由拓撲相關結構域（TAD）基本單元構成的。此次研究發現，在成熟的人類精子中沒有TAD結構且沒有檢測到染色質調節蛋白CTCF，這與在小鼠精子中的情況完全不同。受精后，胚胎中TAD結構非常模糊，在后續的胚胎發育中染色體逐漸建立清晰的TAD結構。值得注意的是，不同于小鼠胚胎和果蠅胚胎，在人類早期胚胎中，阻斷合子基因組激活可抑制TAD結構的建立。

　　研究人員進一步分析發現，CTCF蛋白在合子基因組激活之前表達量非常有限，在TAD結構出現的合子基因組激活時期表達量會迅速上升。在胚胎中敲低CTCF蛋白可導致TAD結構顯著變弱。這表明，在合子基因組激活時，CTCF蛋白的表達對于人類早期胚胎的TAD結構建立至關重要。

　　該研究對精子及人類早期胚胎發育過程中的染色體結構動態變化情況進行了描繪，對于深入理解人類胚胎發育有重要的理論和臨床意義。（記者王瀟雨）