小鼠原肠胚中不同的增强子标记描绘了胚胎发育过程中进行性细胞命运连续体

初级生殖层有可能形成成熟生物体中的所有组织，而它们在原肠形成过程中的形成需要近端和远端调控元件的精确表观遗传调控。先前的研究表明，原肠胚中基因表达的空间和时间模式使单个区域倾向于不同的细胞命运。然而，潜在的表观遗传机制仍在很大程度上未被探索。在这里，我们描述了小鼠原肠胚的表观基因组和转录组的时空景观。我们揭示了生殖层形成过程中近端染色质状态的异步动态，以及调节元件独特的原肠胚特异性表观基因组特征，其具有强大的使用周转动态和清晰的生殖层特异性特征。重要的是，我们还发现，在原肠形成阶段弱表达的器官遗传基因周围的增强子，通常在原肠胚中被组蛋白H3赖氨酸27乙酰化（H3K27ac）预先标记。通过使用转基因小鼠和基因组编辑系统，我们证明了位于脑特异性基因2510009E07Rik内含子中的预先标记的增强子在外胚层和未来的脑组织中表现出特异的增强子活性，并且在小鼠神经分化过程中也发挥了重要作用。总之，我们的研究为小鼠原肠胚形成过程中的胚胎模式提供了全面的表观遗传信息，证明了原肠胚预标记增强剂在调节小鼠胚胎正确发育中的重要性，从而拓宽了目前对哺乳动物胚胎发育和相关疾病的理解。