Cell Res ：揭示Dux的调控对于胚胎发育是至关重要的但不是必须的

来源：iNature

原标题：Cell Res ：同济大学王译萱/高绍荣/杨鹏团队揭示Dux的调控对于胚胎发育是至关重要的但不是必须的

2019年10月7号，同济大学生命科学与技术学院王译萱、高绍荣、杨鹏研究团队等人在Cell Research上在线发表了题为Precise temporal regulation of Dux is important for embryo development的文章。研究表明Dux通过增强而不是启动ZGA对于早期胚胎发育很重要，但不是必需的。尽管Dux-KO小鼠可以存活到成年，但敲除Dux会导致ZGA延迟并降低胚胎的发育潜力。另一方面，Dux确实在体内触发了ZGA程序。然而，它的表达不仅应被LINE1沉默以在DNA水平募集Nucleolin / Kap1复合物，而且在RNA和蛋白质水平均应被降解，因为Dux的长期激活严重损害了早期胚胎的发育。

受精后的合子基因组激活（ZGA）是通过称为母体到合子的过程完成的，在此过程中母体RNA和蛋白质被降解，合子基因组被转录激活。在小鼠中，次要ZGA发生在小鼠的S期。 两细胞（2C）胚胎的G1期受精卵，而主要的ZGA发生在2C中后期，全能裂解阶段特异基因和反转录转座子的转录爆发。Dux最近被发现并被认为是调节ZGA过程的主要诱导剂。Dux可以直接结合并牢固激活2C期特异性ZGA转录本，并将小鼠胚胎干细胞（mESCs）转换为具有类似于2C胚胎的独特特征的类2C状态。有趣的是，即使发现ZGA程序有缺陷，约20％的Dux合子耗竭的胚胎也意外地达到了桑椹期或囊胚期。

为了确定Dux是否是ZGA和胚胎发育的关键因素，研究人员使用CRISPR / Cas9生成了Dux基因敲除（Dux-KO）小鼠模型。将Cas9核酸酶mRNA和两个针对Dux的卫星串联阵列重复区域的单向导RNA（sgRNA）注入C57BL / 6受精卵。所有注射的胚胎均达到2C阶段，并转移到假孕受体的输卵管中。具有嵌合编辑类型的F0代候选物与来自相同遗传背景的野生型（WT）小鼠回交。 F1代候选物之一携带大片段缺失，其中包含Dux的第二个同源域。在再次与WT个体回交后，F1候选小鼠生出了带有相同突变的杂合（Het）Dux +/-个体，表明种系成功传播。纯合的Dux-KO小鼠是由杂合的自交产生的，并且通过第三代长读全基因组测序进一步证实了基因型，其中LOC100504180（Duxf1），Dux（Duxf3）和Gm4981（Duxf4）中的大片段缺失被观察。

研究人员还在sgRNA靶向位点的Gm10807（Duxf2）和Gm9919（Duxf5）中发现了短片段缺失。出乎意料的是，这些纯合的Dux-KO小鼠可以存活到成年，尽管它们显示出的频率与孟德尔分布略有偏离。值得注意的是，Dux-KO交配对产生的后代比WT对或Het对少。因此，Dux消耗并不致命，但确实会导致产仔数显著减少。该表型，与最近的结果一致，强烈地表明，Dux是重要的，但不是必要的在体内胚胎发育。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41422-019-0238-4