类型a：这篇文档报告了一项原创研究。
主要作者和机构及发表信息
这项研究的主要作者包括周凯（Kai Zhou）、王婷婷（Tingting Wang）、张静静（Jingjing Zhang）等，他们来自华中农业大学动物科学与兽医学院干细胞与再生生物学研究所、农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室、湖北洪山实验室等机构。此外，中国科学院神经科学研究所、西北农林科技大学兽医学院等也参与了研究。该论文于2024年6月25日发表在《Cell Reports》期刊上。
学术背景
这项研究属于发育生物学领域，特别是胚胎基因组激活（Embryonic Genome Activation, EGA）的研究。EGA是早期胚胎发育中的关键事件，标志着胚胎从母源性调控向合子基因表达的转变。尽管已有研究表明配对类（Paired-like, PRD-like）同源框转录因子在小鼠和人类胚胎的EGA中具有重要作用，但这些基因在其他哺乳动物中的功能尚不明确。此外，体细胞核移植（Somatic Cell Nuclear Transfer, SCNT）胚胎常因EGA失败而导致克隆效率低下。因此，本研究旨在探索PRD-like转录因子在猪胚胎EGA中的作用机制，并寻找改善SCNT胚胎发育的方法。
详细研究流程
研究分为多个步骤进行：
PRD-like基因的鉴定与表达分析
研究首先通过RNA测序数据重新分析了人类、猴子、牛和猪受精胚胎中PRD-like基因的表达模式。结果表明，这些基因在EGA期间短暂表达，并在囊胚阶段消失。研究人员还发现，SCNT胚胎中PRD-like基因的表达显著不足，尤其是LEUTX基因。
LEUTX的功能验证
为了验证LEUTX的功能，研究人员构建了包含PRD-like基序（PRDL-motif）的荧光报告系统，并将其转染到HEK293T细胞中。实验显示，LEUTX能够激活含有PRDL-motif的启动子，而其突变体（LEUTX-K50A）则失去这一功能。
LEUTX过表达对SCNT胚胎的影响
研究人员将LEUTX-WT或LEUTX-K50A mRNA注射到1-细胞期SCNT胚胎中，并观察其对胚胎发育的影响。结果显示，LEUTX-WT显著提高了SCNT胚胎的囊胚形成率，并部分恢复了EGA失败基因的表达。进一步的RNA测序分析表明，LEUTX-WT能够重新激活76%的EGA失败基因和63%的EGA失败区域。
LEUTX结合位点与组蛋白修饰的关系
利用CUT&Tag技术，研究人员绘制了LEUTX在猪胚胎基因组上的结合图谱。结果表明，LEUTX主要结合在EGA相关基因的启动子区域，并通过招募乙酰转移酶P300和KAT2A建立组蛋白乙酰化修饰。
LEUTX中间区域的功能分析
研究人员构建了LEUTX的不同截短突变体（LEUTX-ΔC1至ΔC4），并测试其在SCNT胚胎中的功能。结果表明，LEUTX的中间区域（70-112氨基酸）对于招募P300和KAT2A以及促进EGA至关重要。
基于PRDL-motif的EGA监测系统
研究团队开发了一种基于PRDL-motif的EGA监测系统，通过将荧光报告基因整合到猪ROSA26位点，实现了对早期胚胎EGA的实时监测。
主要结果
1. PRD-like基因的表达模式
在人类、猴子、牛和猪的受精胚胎中，PRD-like基因在EGA期间短暂表达，并在囊胚阶段消失。然而，在SCNT胚胎中，这些基因的表达显著不足，尤其是LEUTX。
LEUTX的功能验证
LEUTX能够激活含有PRDL-motif的启动子，并通过其中间区域招募P300和KAT2A，从而建立组蛋白乙酰化修饰。
LEUTX过表达改善SCNT胚胎发育
注射LEUTX-WT mRNA显著提高了SCNT胚胎的囊胚形成率，并部分恢复了EGA失败基因的表达。RNA测序分析表明，LEUTX-WT能够重新激活76%的EGA失败基因和63%的EGA失败区域。
LEUTX结合位点与组蛋白修饰的关系
CUT&Tag分析显示，LEUTX主要结合在EGA相关基因的启动子区域，并通过招募P300和KAT2A建立组蛋白乙酰化修饰。
LEUTX中间区域的功能
LEUTX的中间区域（70-112氨基酸）对于招募P300和KAT2A以及促进EGA至关重要。
基于PRDL-motif的EGA监测系统
新开发的EGA监测系统能够有效捕捉早期胚胎的EGA事件，并可用于筛选最佳胚胎以生产基因编辑动物。
结论及其意义
本研究揭示了LEUTX在猪胚胎EGA中的关键作用，并提供了改善SCNT胚胎发育的新方法。研究发现，LEUTX通过建立组蛋白乙酰化修饰和增强染色质可及性来促进EGA的重新激活，从而提高SCNT胚胎的发育能力。此外，新开发的EGA监测系统为研究早期胚胎发育提供了有力工具。
这项研究的科学价值在于揭示了PRD-like转录因子在非啮齿类哺乳动物EGA中的保守作用机制，为理解早期胚胎发育提供了新的视角。其应用价值体现在提高SCNT胚胎的克隆效率，为生物医学研究、异种移植和农业育种提供技术支持。
研究亮点
1. 首次揭示了LEUTX在猪胚胎EGA中的关键作用。 2. 开发了一种基于PRDL-motif的EGA监测系统，为研究早期胚胎发育提供了新工具。 3. 发现LEUTX通过中间区域招募P300和KAT2A，建立了组蛋白乙酰化修饰的新机制。
其他有价值的内容
研究还发现，LEUTX的表达不足可能是导致灵长类SCNT重编程效率低下的原因之一，这为未来研究提供了新的方向。