华中农业大学动物育种与健康养殖教育部前沿科学中心苗义良教授团队联合中科院遗传与发育生物学研究所陆发隆研究员团队合作在国际知名期刊《SCIENCE CHINA Life Sciences》上在线发表了题为“KLF4 facilitates chromatin accessibility remodeling in porcine early embryos”的研究论文。该研究利用低起始量DNase-seq绘制了猪早期胚胎发育的染色质可及性图谱，全面揭示了猪受精胚胎发育中独特性的染色质开放性重塑规律，结合转录组和功能实验证实先驱因子KLF4对猪早期胚胎发育染色质开放性和细胞代谢过程中发挥重要调控作用。
     该研究以猪早期胚胎发育细胞为研究对象，首先重点研究猪受精胚胎发育过程中染色质开放性的变化规律。通过低细胞量DNase-I超敏感位点测序（DNase-seq）方法发现，在猪受精胚胎发育过程中染色质开放性逐渐增强，在桑葚胚时期达到峰值，随后在囊胚期迅速下降，整体呈现明显的先升后降趋势。这种独特的染色质开放性变化规律与其它已被报道的物种规律不同，表明猪早期胚胎存在物种特异的染色质重塑机制。
   
随后，该研究通过分析猪早期胚胎中染色质开放区域内的DNA基序，并结合基因表达数据发现转录因子KLF4是猪胚胎染色质开放性重塑过程中潜在的关键因子。为证实这一假设，作者通过干扰KLF4表达，并结合DNase-seq测序和TUNEL染色，观察到了全基因组范围内的开放染色质丢失。另一方面，通过慢病毒感染在猪囊胚中过表达KLF4，利用DNase-seq测序和TUNEL染色等手段证明过表达KLF4能够提高猪囊胚的染色质开放性。以上结果证明了KLF4是猪早期胚胎发育过程中染色质重塑的先驱因子。

     最后，研究对KLF4调控猪早期胚胎染色质重塑的机制进行了探索。通过分析干扰和过表达KLF4前后的多组学数据，发现猪胚胎中线粒体功能和代谢相关的基因发生剧烈变化，推测KLF4通过调控线粒体的功能来影响猪早期胚胎染色质开放性。结合细胞学染色试验发现干扰KLF4表达会严重影响猪胚胎中线粒体的数量和活性，而过表达KLF4能促进囊胚的脂滴累积。通过以上试验和数据分析，该研究阐明了KLF4调控猪早期胚胎发育过程中染色质重塑的机制。

总之，该研究展示了猪早期胚胎发育中染色质可及性的不同动态图谱，并证明了KLF4在该过程中重塑染色质可及性的作用。同时该研究扩展了KLF4在除iPSCs或ESCs之外的调节调控元件可及性的作用，并建立了哺乳动物胚胎中染色质可及性调控与线粒体和脂滴相关的能量代谢之间的联系。