摘要
文昌鱼是一类头索动物，处于脊索动物的基部位置，由于简单的身体结构和特殊的演化地位，而成为演化发育研究的重要材料。然而，开放染色质在文昌鱼胚胎发育早期如何动态调控基因表达，以及哪些关键转录调控因子可能结合在开放染色质上并进一步调控胚胎发育，这些都是有待阐明的问题。本课题选取了佛罗里达文昌鱼（Branchiostoma floridae）作为研究对象，结合表观基因组层面的染色质开放性测序技术(Assay for transposase-accessible chromatin using sequencing，ATAC-seq)和基因转录层面的RNA测序技术(RNA-seq)，对其卵子、精子和早期胚胎时期（受精卵、2细胞、4细胞、8细胞、16细胞、64细胞、囊胚时期）染色质动态调控和基因表达情况进行了探讨。课题主要发现了佛罗里达文昌鱼早期胚胎中Hox基因簇的启动子区域开放发生在其基因表达活动之前，但总体上基因组启动子区域开放对相应基因的转录具有显著的上调作用;在早期胚胎发育过程中，染色质开放性是动态变化的，其调控的基因与胚胎发育事件密切相关。我们定义了胚胎基因组激活(Embryonic genome activation，EGA)相关基因，并发现远端区域的调控元件倾向在较早的卵裂时期对EGA相关基因发挥调控作用，近端区域调控元件则倾向在相对较晚的囊胚时期发挥调控作用;更重要的是，我们鉴定出了在佛罗里达文昌鱼早期胚胎发育过程中可能具有重要调控作用的转录调控元件和转录因子，如Sox2、Gata2、Gata4、Nr5a2、Gsc等。 综上所述，我们首次对佛罗里达文昌鱼的精子、卵子和受精卵至囊胚等连续精细的早期胚胎发育时期的样本，通过双组学数据分析，描述了染色质动态调控情况，鉴定出了早期胚胎发育过程中重要的转录因子。
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