「研究」中国科协公布2019年度“中国生命科学十大进展”( 三 ) 细胞|胚胎|机制|

LincGET不对称表达引发小鼠2-细胞期胚胎细胞的命运选择

在受精卵向拥有超过200种细胞类型的哺乳动物个体的发育过程中，第一次细胞命运的选择发生在什么时期？这一选择是如何发生的？这是生命科学研究的一个非常基本的问题。

中国科学院动物研究所周琪研究组和李伟研究组合作发现，在小鼠2-细胞胚胎时期，卵裂球发育命运的选择就已经出现偏向性，并揭示这一偏向性来自于一个内源逆转录病毒相关的长非编码RNA（LincGET）在2-细胞期卵裂球之间的表达不均等，促使具有更高LincGET表达量的子细胞选择内细胞团（inner cell mass, ICM）命运。该工作首次将第一次细胞命运分化的选择推到了2-细胞胚胎时期，为探索早期胚胎的全能性调控以及第一次细胞命运分化机理奠定重要基础。同时，该研究也为研究早期胚胎中内源逆转录病毒序列和长非编码RNA的功能提供了新的思路。

该成果发表于《细胞》杂志（Cell ， 2018 ， 175：1887-1901）。

「研究」中国科协公布2019年度“中国生命科学十大进展”。LincGET在2-细胞期的两个卵裂球之间不均等表达，通过CARM1调控细胞命运选择。

小鼠早期胚胎全胚层时空转录组及三胚层细胞谱系建立的分子图谱

胚胎发育起始于早期胚胎的外、中、内三个胚层，但这三个胚层的来源及其分子调控机制一直不清楚。

中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所景乃禾研究组与中国科学院-马普学会计算生物学伙伴研究所韩敬东研究组及中国科学院广州生物医药与健康研究院彭广敦研究组合作，通过构建小鼠早期胚胎的高分辨率时空转录组图谱，揭示了三胚层分化的细胞谱系和多能性在时间和空间上的动态变化及其调控网络；首次从分子层面揭示了内胚层（Endoderm）谱系发生的新来源，提出了外胚层（Ectoderm）和中胚层（Mesoderm）具有共同前体的新观点，建立了早期胚胎三胚层细胞谱系分化的新理论。这项工作是对经典发育生物学层级谱系理论的重大修正和补充，将极大推动早期胚胎发育和干细胞再生医学相关领域的发展。

该成果发表于《自然》杂志（Nature ， 2019 ， 572：528-532）。

小鼠早期胚胎时空转录组及三胚层细胞谱系

植物抗病小体的结构与功能研究

作物病虫害是我国和全球农业生产的重大威胁。自从上世纪90年代植物抗病基因首次被分离鉴定以来，抗病基因如何使得植物抗病这一重大问题一直未能得到解答。

清华大学柴继杰研究团队、中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究团队和清华大学王宏伟研究团队开展密切合作，解析了抗病蛋白ZAR1多个状态复合物三维结构，阐明了抗病蛋白在发现病原细菌信号后，如何从静息状态迅速转变为激活状态的机制；在国际上率先发现植物抗病小体这一蛋白质机器，首次揭示了抗病蛋白作为一个分子开关，在细胞膜上控制植物防卫系统的机制。研究成果获得了国内外专家的高度评价，认为是植物免疫领域的里程碑事件，为设计广谱、持久的新型抗病蛋白，发展绿色农业奠定了关键理论基础。

该成果以两篇研究长文背靠背发表于《科学》杂志（Science ， 2019a ， 364：eaav5868；Science ， 2019b ， 364：eaav5870）。

植物抗病蛋白ZAR1的活化模式图

利用单细胞多组学技术解析人类胚胎着床过程

北京大学汤富酬研究组与北京大学第三医院乔杰研究组合作，首次利用高精度单细胞转录组和DNA甲基化组图谱重构了人类胚胎着床过程，系统揭示了这一重要发育过程的核心生物学特征和关键调控机制。该研究发现在着床过程中胚胎的三个主要谱系（上胚层、原始内胚层、滋养外胚层）均逐渐呈现出各自独特的基因表达特征，提示胚胎在这一重大发育事件中启动了母胎连接预备状态；发现在着床过程中雌性胚胎启动并逐步呈现出父源或母源X染色体随机失活趋势，而不失活的那条X染色体基因表达剂量的加倍上调在雌性和雄性胚胎细胞中均已经启动；发现三个主要细胞谱系在着床前阶段具有相似的DNA甲基化模式，而在着床过程中迅速获得了各自独特的DNA甲基化特征，表明DNA甲基化在维持特定细胞谱系的发育过程中发挥重要作用。