上海
雌性哺乳动物通过X染色体失活（X-chromosome inactivation，XCI），实现雌性（XX）和雄性（XY）间X连锁基因剂量补偿平衡。研究表明，Xist lncRNA是启动和维持XCI的关键分子开关，其包含6个高度保守的串联重复结构域（Repeat A-F）。目前，基于静态的细胞模型结论显示，Repeat B在PRC1/2的招募和XCI的稳定维持中起重要作用，但其在哺乳动物体内调控XCI的具体机制还未知。
近日，吉林大学李占军教授、赖良学教授及重庆医科大学谢万华教授为共同通讯作者，在Nucleic Acids Research上发表题为
Deletion of Xist repeat B disrupts cell cycle and asymmetric cell division through Usp9x hyperactivation in mice的研究论文。该研究首次在动物水平中揭示了Xist repeat B通过调控Usp9x，导致细胞不对称分裂，并为阐明Xist repeat B调控XCI的分子机制研究提供理想的动物模型。
研究团队利用CRISPR/Cas9技术构建了Xist Repeat B敲除小鼠模型，发现Repeat B敲除雌性小鼠出生后体重持续偏低，体型缩小，胚胎及胎盘体积减小，但器官功能和存活率未受影响；而Repeat B敲除雄性小鼠则无任何表型差异。这一结果揭示了Repeat B在雌性小鼠的生长发育中发挥关键功能。
进一步研究发现，Repeat B缺失导致失活X染色体（Xi）上的H3K27me3和H2AK119ub表观修饰显著下降，但Xist定位未受影响。RNA-seq和ChIP-seq联合分析表明，66%上调基因同时具有激活性修饰（H3K4me3、H3K27ac）和抑制性修饰（H3K27me3、H2AK119ub），说明Repeat B在基因表达调控中具区域特异性作用。
研究还揭示，Repeat B缺失过度激活X连锁基因Usp9x，通过Cep131上调引发雌性小鼠细胞周期G2/M阻滞、中心体多极化，阻碍有丝分裂；此外，还通过上调Gpsm1（拮抗Gpsm2）改变皮肤基底细胞分裂方向，致棘层变薄，而雄性小鼠无差异。上述机制共同解释Repeat B缺失导致的发育迟缓与体重减轻。
综上，本研究揭示了Xist repeat B在维持X染色体沉默中的核心作用，阐明了其通过调控Usp9x影响细胞周期和不对称细胞分裂的分子机制。同时，为X连锁疾病的治疗及深入探究repeat B调控XCI的分子机制提供了新思路及理想的动物模型。
吉林大学博士研究生梁明明（现中科院广州生物医药与健康研究院博士后），硕士研究生张立超为共同第一作者；李占军教授，谢万华教授，赖良学教授为共同通讯作者。
https://academic.oup.com/nar/article/53/5/gkaf142/8052379
制版人： 十一
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