Cell Research丨姚红杰团队揭示R-loop调控哺乳动物合子基因组激活的分子机制

背景：胚胎发育中的母源-合子转换（MZT）是启动个体发育的关键转折点，合子基因组激活（ZGA）的精确调控机制是发育生物学的重要问题。R-loop作为三链核酸结构，在转录和表观遗传调控中扮演多重角色，但其在哺乳动物早期胚胎发育中的功能与机制尚不明确。研究目的：本研究旨在揭示R-loop在小鼠着床前胚胎发育中的动态变化规律与功能，特别是其在调控ZGA过程中的分子机制。结论：研究发现R-loop可分为CG-rich和CG-poor两类，其中CG-poor R-loops作为“发育计时器”，通过调控RNA聚合酶II的“暂停-释放”转换，确保ZGA基因在正确时间激活。消减R-loops会导致胚胎发育停滞和ZGA基因激活抑制，具体机制涉及CG-poor R-loops竞争性抑制解旋酶DDX21活性，从而调控RNAPII S2p磷酸化水平，最终保障ZGA的时序保真性和胚胎正常发育。