（通讯员：刘鑫、祝为）近日，开云（中国）苗义良教授领衔的动物克隆与干细胞研究团队在SCIENCE CHINA Life Sciences发表了题为“KLF4 facilitates chromatin accessibility remodeling in porcine early embryos”的最新研究成果。该研究全面揭示了猪受精胚胎发育过程中染色质开放性的重塑规律，并证实转录因子KLF4对猪早期胚胎染色质开放性发挥重要调控作用。

在猪早期胚胎发育过程中，染色质开放性从早期不可及的关闭状态逐渐被重塑为高度可及的开放状态，这一重塑过程对胚胎合子基因组激活（ZGA）以及后续的谱系分化至关重要。此外，先驱因子（pioneer factors）是一类能够打开处于关闭状态染色质的转录因子，在染色质开放性重塑过程中发挥着极其重要的作用。

KLF4促进猪受精胚胎发育过程中染色质开放性的研究

首先，该团队重点研究猪受精胚胎发育过程中染色质开放性的变化规律。通过低细胞量DNase-I超敏感位点测序（DNase-seq）方法发现，在猪受精胚胎发育过程中染色质开放性逐渐增强，在桑葚胚时期达到峰值，随后在囊胚期迅速下降，整体呈现明显的先升后降趋势。这种独特的染色质开放性变化规律与其他已被报道的物种规律不同，表明猪早期胚胎存在物种特异的染色质重塑机制。

其次，该团队通过分析猪早期胚胎中染色质开放区域内的DNA基序，并结合基因表达数据发现转录因子KLF4是猪胚胎染色质开放性重塑过程中潜在的关键因子。为证实这一假设，该团队人员通过干扰KLF4表达，并结合DNase-seq测序和TUNEL染色，观察到了全基因组范围内的开放染色质丢失。另一方面，通过慢病毒感染在猪囊胚中过表达KLF4，利用DNase-seq测序和TUNEL染色等手段证明过表达KLF4能够提高猪囊胚的染色质开放性。以上结果证明了KLF4是猪早期胚胎发育过程中染色质重塑的先驱因子。

最后，该团队对KLF4调控猪早期胚胎染色质重塑的机制进行了探索。通过分析干扰和过表达KLF4前后的多组学数据，发现猪胚胎中线粒体功能和代谢相关的基因发生剧烈变化，推测KLF4通过调控线粒体的功能来影响猪早期胚胎染色质开放性。结合细胞学染色试验发现干扰KLF4表达会严重影响猪胚胎中线粒体的数量和活性，而过表达KLF4能促进囊胚的脂滴累积。通过以上试验和数据分析，该研究阐明了KLF4调控猪早期胚胎发育过程中染色质重塑的机制。

开云（中国）苗义良教授、刘鑫副研究员，中科院遗传发育所陆发隆研究员为论文的共同通讯作者，开云（中国）祝为博士后、布国伟博士生、胡瑞锋硕士生，中科院遗传发育所张吉祥和乔连勇为论文的共同第一作者。该研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、湖北省重点研发计划、湖北洪山实验室项目等项目的资助。

审核人：苗义良

文章链接：

https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-022-2349-9