表觀遺傳學(xué)修飾參與基因表達(dá)調(diào)控并調(diào)控個(gè)體發(fā)育。在哺乳動(dòng)物早期發(fā)育過程中，卵母細(xì)胞受精后形成具有全能性的受精卵，并經(jīng)過細(xì)胞分裂與分化形成植入前囊胚，后者包含具有多能性的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（ICM）。伴隨著發(fā)育的進(jìn)行，表觀遺傳學(xué)修飾經(jīng)歷了劇烈的重編程。

近年來，以小鼠等模式生物為研究模型，DNA甲基化、染色質(zhì)開放性、染色質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)以及組蛋白修飾等表觀遺傳學(xué)特征的動(dòng)態(tài)變化過程和規(guī)律都逐漸被揭示。在小鼠卵細(xì)胞發(fā)育晚期，組蛋白修飾組蛋白H3第4位賴氨酸三甲基化（H3K4me3）和組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化

（H3K27me3）會(huì)以非經(jīng)典的形式分布，并通過母源繼承的方式傳遞到胚胎中調(diào)控子代的基因表達(dá)和發(fā)育。

由于人類卵細(xì)胞和早期胚胎樣本稀缺性以及極低量細(xì)胞組蛋白修飾技術(shù)的缺乏，人類早期胚胎發(fā)育中組蛋白修飾的重編程規(guī)律及功能并不清楚。

ZGA后，隨著H3K4me3轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)典分布的形式和隨后H3K27me3的重新建立，這些區(qū)域會(huì)分解成為激活或抑制的狀態(tài)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)ZGA前的H3K4me3建立和DNA的序列特征有較好的相關(guān)性，并在部分程度上具有類似小鼠卵細(xì)胞中非經(jīng)典H3K4me3的特征，H3K4me3的出現(xiàn)也伴隨著這些區(qū)域染色質(zhì)開放的建立。

研究團(tuán)隊(duì)基于以上研究結(jié)果提出“表觀基因組重啟”模型：精子、卵子受精后，人類早期胚胎清除親本的表觀遺傳記憶（內(nèi)存清理）、重構(gòu)初始化狀態(tài)（加載基礎(chǔ)架構(gòu)）及重建表觀基因組調(diào)控細(xì)胞分化（加載高級(jí)功能模塊）。

通過分析小鼠中H3K27me3依賴的基因印記同源基因以及X染色體失活特異性轉(zhuǎn)錄本基因

（XIST），發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)基因沒有被H3K27me3標(biāo)記，即使少數(shù)基因被H3K27me3標(biāo)記但也不表達(dá)，因此這些基因不大可能受到母源遺傳的H3K27me3的調(diào)控，H3K27me3在人類ZGA前被大規(guī)模去除，也沒有調(diào)控XIST的表達(dá)和X染色質(zhì)失活，因此也不太可能作為一種基因組印記形式。人類和小鼠H3K4me3、H3K27me3重編程的差異可能和相關(guān)修飾酶在物種間差異性的表達(dá)有關(guān)，

研究表明人類早期胚胎發(fā)育中的組蛋白重編程具有高度的物種特異性。

團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步關(guān)注胚胎ZGA后轉(zhuǎn)錄調(diào)控通路，采用MARINa算法尋找了發(fā)育階段特異性的轉(zhuǎn)錄激活因子，令人驚喜的是“分化轉(zhuǎn)錄通路圖譜”正確預(yù)測(cè)了已知的胚胎細(xì)胞向多能外胚層（EPI）、原始內(nèi)胚層（PE）和外部滋養(yǎng)外胚層（TE）分化相關(guān)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，并鑒定了新的潛在轉(zhuǎn)錄因子可能調(diào)控細(xì)胞分化；團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究通過D5、D6和D7囊胚的TE與ICM發(fā)現(xiàn)了ICM和TE不對(duì)稱的表觀遺傳類型。

團(tuán)隊(duì)結(jié)合染色質(zhì)圖譜和已發(fā)表的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)了人類各譜系的關(guān)鍵調(diào)控因子，并發(fā)現(xiàn)在人囊胚ICM和TE中，許多ICM（包括上胚層和PE）的特異基因會(huì)被H3K27me3所標(biāo)記，而TE的特異基因則幾乎沒有這樣的標(biāo)記，揭示不同譜系基因在早期發(fā)育分化過程中具有差異性表觀遺傳調(diào)控，這種標(biāo)記模式可能和不同譜系命運(yùn)決定的差異相關(guān)。

該研究系統(tǒng)分析了人類早期胚胎組蛋白修飾重編程規(guī)律，闡明了人類特有的組蛋白修飾動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，揭示了“表觀基因組重啟”機(jī)制 ，研究成果對(duì)于認(rèn)識(shí)人類生命起始以及輔助生殖技術(shù)中胚胎的早期發(fā)育和調(diào)控規(guī)律具有重要理論意義，研究成果以“Resetting histone modifications during human parental-to-zygo tictransition”（人類親本-合子轉(zhuǎn)變中組蛋白修飾重編程）為題，以研究論文形式于2019年在Science（《科學(xué)》）在線發(fā)表。