清華大學頡偉課題組12月接連發表兩份國際知名期刊

來自清華大學生命科學學院的頡偉研究員，早年畢業於北京大學，2008年獲美國加州大學洛杉磯分校博士學位，曾在加州大學洛杉磯分校、聖地亞哥Ludwig腫瘤研究所和加州大學聖地亞哥分校從事博士後研究，2013年起任清華大學生命科學學院研究員，主要科研領域與方向包括表觀遺傳學、基因組學和生物信息學。

近年來，頡偉研究組取得了一系列重要學術成果。今年6月，頡偉研究員聯合北京大學等機構的研究人員報道稱，他們繪製出了哺乳動物著床前胚胎易接近染色質的景觀圖。這一重要的研究成果發布在6月15日的《Nature》雜誌上。9月份，頡偉研究組又在《Nature》雜誌上發表的一項研究中，通過優化傳統染色質免疫共沉澱（ChIP)技術，結合新型的建庫技術(TELP)，開發出了一套適用於極低細胞量的染色質免疫共沉澱－建庫技術（STAR ChIP-seq)，並成功將其應用在小鼠早期胚胎中組蛋白修飾研究，揭示了組蛋白修飾在受精前後遺傳和重編程的模式和分子調控機制。

進入12月份，頡偉研究組又相繼在《Molecular Cell》和《PLOS Genetics》雜誌發表兩項重要學術成果。

DNA甲基化是一種經典的表觀遺傳修飾。DNA甲基化能夠參與基因表達調控，影響基因組穩定性和個體發育，並可以通過基因印記這種特殊形式在親代和子代間傳遞表觀遺傳記憶。在這些生理學過程中，DNA甲基化的建立、維持和去除的精確調控起著至關重要的作用。其中DNA甲基氧化酶TET蛋白家族的成員能夠介導DNA甲基化的主動去除，其功能是個體發育所必需的。然而，TET蛋白在基因組上到底是如何尋找其底物並正確地執行催化功能仍然是尚未清楚闡明的重要問題。12月1日在《Molecular Cell》發表的論文中，頡偉帶領研究人員，通過細緻地分析轉錄組學數據，意外地發現TET蛋白家族成員TET1在小鼠不同發育時期中存在兩個亞型。其中全長TET1亞型（TET1e）僅在小鼠早期胚胎、小鼠胚胎幹細胞和原始生殖細胞中表達；而缺失N端的短TET1亞型（TET1s）則廣泛表達於小鼠的體細胞中。通過精心設計的遺傳操作，研究人員建立了在整個生命周期中只能表達短亞型TET1s的小鼠模型。在這些小鼠的原始生殖細胞中，基因組印記不能被正確地去除。而原始生殖細胞中基因印記的擦除是對配子中基因印記的性別特異性重建和傳遞到下一代所必需的。因此這種擦除缺陷影響了正確的基因印記重建，並導致下一代發育缺陷包括部分個體體型縮小或死亡。因此，此項研究展示了代間表觀遺傳記憶的調控可以通過一個簡單的TET蛋白亞型轉換而實現。

12月6日，頡偉課題組與新加坡A*STAR臨床科學研究院的研究人員合作，在國際學術期刊《PLOS Genetics》上發表題為「Comparative Transc riptomic and Epigenomic Analyses Reveal New Regulators of Murine Brown Adipogenesis」的研究論文。通過棕色脂肪細胞的募集而增加能量消耗，被認為是一種很有前途的減肥方法。這項研究對C3H10T1 / 2間充質幹細胞系分化為棕色脂肪細胞期間的表觀基因組和轉錄組進行了綜合分析。

通過對來自白色脂肪細胞的數據進行直接對比，研究人員系統地確定了階段和譜系特異性的編碼基因、microRNA和lncRNAs。利用染色質狀態圖，研究人員還定義了階段和譜系特異性增強子，包括超增強子，及其相關的轉錄因子結合位點及基因。通過這些分析，研究人員發現，在棕色脂肪細胞中，棕色譜系特異性基因由H3K4me1和H3K27me3標記，並且在後期去除H3K27me3是必要的，但不足以促進棕色基因的表達，而H3K4me1的預沉積，對於「讓棕色基因為在成熟棕色細胞中表達作好準備」，起著至關重要的作用。

此外，該研究小組還將SOX13確定為p38 MAPK依賴性轉錄反應的一部分，介導早期的棕色細胞譜系定型。研究人員還確定並隨後驗證了PIM1、SIX1和RREB1，作為促進棕色脂肪形成的新型調節因子。最後，該研究表明，SIX1可結合脂肪形成和棕色標記基因，並與C/EBPα、C/EBPβ和EBF2相互作用，從而指出了它們在脂肪形成中的的功能性合作。

來源：生物通

推薦原文：Isoform Switch of TET1 Regulates DNA Demethylation and Mouse Development. Molecular Cell. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2016.10.030

Comparative Transc riptomic and Epigenomic Analyses Reveal New Regulators of Murine Brown Adipogenesis. PLoS Genet 12(12): e1006474. doi:10.1371/journal.pgen.1006474

個人簡介：

頡偉

研究員，青年千人，求是傑出青年學者

1999-2003年，北京大學生命科學學院 生物科學 學士

2003-2008年，美國加州大學洛杉磯分校 分子生物學 博士

2006-2008年，美國加州大學洛杉磯分校 統計學 碩士

2008-2009年，美國加州大學洛杉磯分校 博士後

2009-2013年，美國聖地亞哥Ludwig腫瘤研究所，加州大學聖地亞哥分校 博士後

2013年-， 清華大學生命科學學院 研究員

主要科研領域與方向:

研究興趣包括表觀遺傳學，基因組學和生物信息學。運用高通量基因組學，同時利用分子生物學和計算生物學的方法，採用乾濕實驗結合的方式，研究幹細胞分化和個體發育以及人類疾病中的表觀遺傳調控機制。本實驗室將致力於：（1）幹細胞分化過程中的組蛋白修飾和DNA甲基化介導的表觀遺傳調控（2）動物胚胎早期發育過程中的表觀遺傳調控（3）Cis-regulatory elements如啟動子和增強子在細胞命運決定過程中的作用（4）表觀遺傳相關人類疾病的基因調控機理。