在合子基因组激活（ZGA）之前，静态基因组经过重新编程以过渡到转录活性状态。然而，尚不清楚早期胚胎发生过程中常染色质建立的机制。
2020年6月4日，马克斯·普朗克研究所Asifa Akhtar团队在Cell 在线发表题为“Intergenerationally Maintained Histone H4 Lysine 16 Acetylation Is Instructive for Future Gene Activation”的研究论文，该研究显示在果蝇和哺乳动物中，从卵母细胞到受精胚胎的组蛋白H4赖氨酸16乙酰化（H4K16ac）得以维持。H4K16ac形成大的“结构域”，控制果蝇中ZGA之前启动子的核小体可及性。
导致H4K16ac丢失的MOF乙酰转移酶的母本耗竭会导致异常的RNA Pol II募集，损害ZGA期间活性基因组区室的3D组织，并导致后合子基因表达的基因下调。组蛋白去乙酰基酶的生殖细胞消耗显示，其他乙酰基标记不能补偿卵母细胞中H4K16ac的丢失。此外，MOF的合子再表达既不能恢复胚胎活力，也不能恢复X染色体剂量补偿。因此，母体H4K16ac为后代提供了指导功能，引发了未来的基因激活。
母体和父体配子的融合触发了从两个完全分化的细胞到全能合子的显著转变，该合子在胚胎发生期间产生了所有组织。在果蝇中，前13个同步核分裂过程中胚胎的发育依赖于母体提供的蛋白质和转录本。这些母体元素在胚胎期（st）的核周期（nc）14的合子基因组激活（ZGA）的主要浪潮中被新合成的元素取代，此时合子基因组已进行了重组以适应转录活性状态。
从nc11观察到核小体可及性的增加以及RNA聚合酶II（RNA Pol II）的逐渐富集。但大多数其他乙酰基和甲基标记仅在ZGA上成为全基因组范围内的重要标记。在ZGA之前（次要合子波期间）激活的少数转录本受先驱转录因子Zelda的控制，后者介导了局部染色质的可及性。但是，指导整个基因组重编程的机制尚未完全了解。
已知组蛋白尾巴的乙酰化可促进转录激活。在与转录激活呈正相关的组蛋白修饰中，H4K16ac是独特的，因为它可以在体外阻止染色质的凝缩。但是，尚不清楚ZGA之前在胚胎基因组中这种修饰的发展动态和生物学意义。
文章模式图（图源自Cell ）
H4K16ac由组蛋白乙酰基转移酶（HAT）MOF沉积。含有MOF的雄性特异性致死（MSL）复合物负责雄性X染色体的染色体上调，以使其在雌性X以及常染色体基因中的表达均等。该复合物由五种蛋白质（MSL1，MSL2，MSL3，MOF和MLE）以及两个长的非编码RNA（X 1和2上的RNA）（roX1，roX2）组成，并且能够特异性识别单个雄性X染色体。有趣的是，除MSL2外，所有MSL蛋白都作为转录本在母体上沉积，这些蛋白在整个早期胚胎阶段都保持稳定。然而，尚未确定它们是否形成功能复合物。
在这里，通过分析ZGA之前和之后精确分阶段的果蝇胚胎并通过进行遗传和基因组实验，该研究表明H4K16ac是从雌性生殖细胞传代传递的，并且在早期胚胎发生过程中没有正在进行的转录的情况下，在控制染色质可及性方面具有基本作用。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30621-8
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