林自力副教授为我校动科学院2021年入职的青年教师，她在清华大学博士后在站的一项工作以“Mapping putative enhancers in mouse oocytes and early embryos reveals TCF3/12 as key folliculogenesis regulators”为题，以共同一作发表于2024年6月5日《自然—细胞生物学》（Nature Cell Biology）期刊上，揭示了活跃增强子在哺乳动物卵子发生和早期胚胎发育过程中参与转录调控的机制。林自力副教授主要从事遗传育种与繁殖的工作，对于动物的胚胎发育和基因的功能验证有着丰富的基础，创新性的建立了小鼠卵母细胞培养和胚胎发育的体外操作系统，并获得了国家发明专利（专利号：ZL 2022 1 0340500.4），也为该课题的进行提供了实验操作的基础。

该研究验证了小鼠卵子中活跃增强子的存在，揭示了卵子和早期胚胎发育过程中增强子不同于成体细胞和组织的独特属性，并鉴定了参与调控卵子发生过程中增强子的关键转录因子—TCF3和TCF12。

哺乳动物的卵子成熟和早期胚胎发育是一个高度复杂的过程，需要精确的基因调控和表观遗传调控。然而，其转录调控网络及相关元件目前还有待深入研究。增强子作为调控基因表达的重要元件能够帮助远程激活和调控基因表达。然而，由于实验材料的稀缺，增强子在哺乳动物卵子发生和早期胚胎发育过程中参与基因表达调控的机制目前鲜有研究。在小鼠等哺乳动物卵子及早期胚胎中，诸多表观基因组特征呈现出非经典模式，且在受精及着床前后经历了剧烈的重编程过程。有趣的是，基于报告基因的早期研究提示小鼠卵子及合子中可能缺乏增强子活性。然而，这与卵子和胚胎中高度活跃的转录似乎存在矛盾。那么在哺乳动物卵子发生和早期胚胎发育过程中，是否存在活跃的增强子？如果有，这些增强子是如何参与转录调控的？有哪些关键转录因子协同增强子在这个过程中调控基因表达？由于早期胚胎材料稀缺，这些问题一直是领域内的未解之谜。研究人员进一步通过实验验证了卵子中活跃增强子的存在。首先，他们发现卵子中的部分增强子能够双向转录。同时，通过优化了增强子高通量检测方法STARR-seq使其能够应用于微量细胞，研究人员验证了具有H3K27ac双向转录标记的70个潜在增强子，其中64%为阳性。随后，他们采用增强子报告基因方法在卵子中进一步验证了这70个增强子中的7个，结果所有这些增强子均为阳性。全基因组分析显示，这些阳性增强子通常由H3K4me3和Pol II标记，并显著富集卵子关键转录因子的结合基序。增强子的另外一个特征是富含转录因子的结合序列。研究人员进一步研究了不同阶段增强子上相关转录因子结合序列，发现卵子和着床前后胚胎中的活跃增强子中转录因子序列发生了显著变化。研究人员在卵子中鉴定了两个在增强子上最为富集的关键转录因子TCF3和TCF12。敲除TCF3和TCF12会导致卵泡发育和卵子发育的严重缺陷，并使卵子转录组停滞在原始卵泡阶段，无法激活如Zp1/2/3等卵子发育关键基因。上述结果表明，卵子中存在活跃的增强子，这些增强子帮助鉴定出调控卵泡发生和卵子发育的关键转录因子TCF3和TCF12。

综上所述，研究人员鉴定了哺乳动物卵子到早期胚胎中活跃增强子网络，揭示了其不同于成体细胞的重要特征。他们通过实验验证了卵子中活跃增强子的存在，并以此鉴定了卵子中的关键转录因子TCF3和TCF12。这项研究不仅揭示了卵子发生和早期胚胎中独特的增强子及相关转录因子调控网络，还为理解卵子发生及卵子胚胎转换过程中的转录调控提供了新的视角。