胚胎干细胞发育分化的表观遗传学调控机制研究概述
胚胎干细胞发育与分化的调控机制
胚胎干细胞发育与分化的调控机制在人类或动物的发育过程中，胚胎发育和分化是一个非常复杂的过程。
在这个过程中，胚胎干细胞（Embryonic stem cells, ESCs）扮演着至关重要的角色。
胚胎干细胞是多能性的细胞，它们可以发展成各种不同类型的细胞，并最终组装成身体的各个组织和器官。
因此，研究胚胎干细胞发育和分化的调控机制对于发现新的治疗方式，特别是针对退行性疾病和器官损伤治疗，是非常有帮助的。
在胚胎发育过程中，胚胎干细胞主要存在于六个不同的时期。
在这些不同的时期，胚胎干细胞的发育和分化是由特定的分子和基因网络来控制的。
这些基因和分子可以被大致分为四个不同的功能类别，即维持干性，Proliferation（增殖），识别分化信号和分化为特定细胞类型。
首先，胚胎干细胞在体内或实验室内的维持和扩展需要依靠维持干性的信号。
在这个过程中，无数分子和因子被激活，包括Nanog、Oct-4、Nodal、Cripto等。
这些因子并没有单一的调控机制，而是相互作用来维持胚胎干细胞的干性和自我更新。
其次，胚胎干细胞需要增殖来产生足够的细胞群来维持干性。
在这一过程中，PI3K/Akt、MAPK/ERK、Wnt等通路对于维持细胞增殖能力和干性都发挥了关键的作用。
此外，mTOR信号通路还可以影响胚胎干细胞进一步的命运选择和分化。
当胚胎干细胞接受到外部诱导因子时，则会识别这些信号并进一步分化成特定类型的细胞。
这一过程需要依靠一些途径，例如Notch、Bmp和Wnt等信号通路，并且调节基因表达的表观遗传变化等。
因此，这些信号通路的调控和相互作用至关重要。
最后，分化为特定细胞类型的过程也需要特定的基因和因子进行调控。
在这个过程中，分子包括 Sox2、Foxa2等会协同作用来保持细胞状态和维持各种转录因子的稳定性。
同时，分子所有权的分布和功能也需要其他因子一起协同发挥，包括表观遗传学、信号通路等方式。
总而言之，胚胎干细胞发育和分化的调控是一个非常复杂的过程，需要依靠各种不同的分子和信号通路进行调控来保证其正常的进程，并最终产生出各种不同的细胞。
胚胎干细胞分化途径的转录调控机制
胚胎干细胞分化途径的转录调控机制胚胎干细胞是一类具有自我更新和多能性的细胞，它们可以分化为各种类型的细胞，包括神经细胞、心肌细胞、肺细胞等。
胚胎干细胞分化为特定细胞类型的过程是由一系列基因的表达和调控所控制的，其中转录因子是主要调节机制之一。
本文将从分化途径、转录因子的作用和调控机制等多个方面，探讨胚胎干细胞分化的转录调控机制。
一、胚胎干细胞分化途径在生命的早期，胚胎干细胞是多能性细胞，可以分化为所有类型的细胞。
但是，随着胚胎的发育，胚胎干细胞的多能性逐渐下降，开始朝着特定细胞类型分化。
在胚层形成后，胚胎干细胞分为内胚层、外胚层和中胚层细胞。
这些胚层细胞会分化为三个基本胚层：内胚层、外胚层和中胚层。
内胚层细胞是分化为神经和内分泌细胞的前体细胞；外胚层是分化为表皮和皮肤附属器官的前体细胞；中胚层则分化为肌肉、血管和骨骼。
二、转录因子在分化途径中的作用转录因子是一类能够调节基因表达的蛋白质，是胚胎干细胞分化不可缺少的因素。
转录因子与基因的启动子结合，调控DNA的转录过程，从而影响细胞的分化和功能。
在胚胎干细胞分化中，转录因子在不同的时间和细胞分化阶段起着不同的作用。
例如，Oct4是一个关键的转录因子，它能够抑制胚层细胞转化为外胚层细胞的分化。
在内胚层细胞中，转录因子Sox2和Nanog也是非常重要的，它们能够促进细胞相应的分化。
在转化成肌肉和心脏细胞时，Mef2转录因子，以及Gata类、MyoD类和Nkx类家族的转录因子也至关重要。
三、调控转录因子表达的机制除了转录因子的作用外，它们的表达水平在胚胎干细胞分化中也起着重要作用。
转录因子表达水平的调控可以通过多种机制实现。
1.表观遗传学调控。
表观遗传学调控主要通过DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等调节基因表达。
例如，在分化成胚胎神经干细胞的过程中，DNA甲基化的丧失导致了转录因子的表达量的上升。
2.miRNA调控。
miRNA是短小的非编码RNA，可以与靶基因的3'非翻译区结合，导致靶基因的降解或抑制翻译。
哺乳动物胚胎发育中表观遗传调控的分子机制研究
哺乳动物胚胎发育中表观遗传调控的分子机制研究哺乳动物是一类以母乳喂养幼体的动物，包括人类在内。
哺乳动物的生殖过程中，胚胎发育是一个非常关键的环节。
表观遗传调控是这个过程中的重要调节机制之一，在胚胎发育的不同阶段发挥着不同的作用。
表观遗传调控指的是通过对基因表达的调控，来影响细胞的功能和发育轨迹。
在哺乳动物胚胎发育的早期阶段，表观遗传调控主要通过DNA甲基化和组蛋白修饰来实现。
这些过程中所涉及的酶类和分子机制已经被深入研究。
DNA甲基化是指通过加上一个甲基基团，在DNA分子的胞嘧啶基上形成5-甲基脱氧胞嘧啶，从而影响基因表达水平的过程。
胚胎发育早期，这个过程对于基因的沉默和活化非常重要。
酶类DNMTs能够催化DNA甲基化的加成，而TET酶能够催化DNA的去甲基化，共同调节胚胎干细胞和早期胚胎的基因表达。
组蛋白修饰是指对组成染色质的蛋白质进行修饰，来影响基因可见性和表达量的过程。
在早期胚胎发育中，组蛋白修饰主要包括乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等过程。
这些修饰可以通过转录因子的调控而发挥作用，进而影响基因表达。
随着技术的发展和方法的不断创新，研究者们对表观遗传调控的深入了解，也进一步揭示了其中的分子机制。
比如，最近的研究发现，一些调控因子能够识别不同类型的组蛋白修饰，从而具有更加精细的调节作用。
此外，对于DNMTs和TET 酶等酶类的研究，也让我们对DNA甲基化和去甲基化的动态调控有了更加深刻的认识。
表观遗传调控在哺乳动物胚胎发育中的作用是复杂而精细的，它涉及到基因表达、细胞分化、组织形成等多个层面。
在这个过程中，许多因素诸如环境、营养和激素等都会影响表观遗传调控的效果。
因此，研究者们还需更多地开展相关实验来探究在不同胚胎发育阶段和不同环境下的表观遗传调控的作用，以期为未来的科学研究和临床实践提供更加全面、深入的数据和理论支持。
总之，哺乳动物胚胎发育中表观遗传调控的研究进展不断，但还有很多需要进一步探索和了解的方面。
表观遗传学修饰和胚胎发育关系机理解析
表观遗传学修饰和胚胎发育关系机理解析表观遗传学修饰和胚胎发育之间存在着密切的关联。
表观遗传学是一门研究基因表达模式受环境和发育阶段调控的学科，它研究的是遗传物质（DNA）上的化学修饰如何影响基因的表达，而胚胎发育则是指受精卵从受精到出生之间所经历的连续变化过程。
在这篇文章中，我们将深入探讨表观遗传学修饰和胚胎发育之间的关系，以及相关的机理解析。
表观遗传学修饰是一系列化学修饰过程，包括DNA甲基化、组蛋白修饰以及非编码RNA等。
这些修饰会使基因活性发生变化，从而影响细胞功能和物质组成。
在胚胎发育中，这些表观遗传学修饰在不同发育阶段发挥着重要的调控作用。
例如，早期发育阶段的表观遗传学修饰可以帮助细胞在胚胎形成过程中获取特定的细胞功能、确定细胞命运以及维持遗传信息的稳定性。
一项重要的研究发现表明，胚胎干细胞（ES细胞）的表观遗传学状态与胚胎发育之间存在着密切的联系。
ES细胞是胚胎早期阶段的多能干细胞，它们具有自我更新和多潜能分化的能力。
ES细胞可以通过不同的表观遗传学修饰状态来实现这种功能。
例如，在维持ES细胞状态的过程中，DNA甲基化修饰和组蛋白修饰会起到重要的作用。
这些修饰可以通过改变基因的表达模式来调控细胞的功能。
当ES细胞分化为特定的细胞类型时，它们的表观遗传学状态也会发生相应的改变。
此外，表观遗传学修饰在胚胎发育中与环境因素如母体饮食和外界环境的交互作用也具有重要意义。
研究表明，母体饮食可以对胚胎表观遗传学修饰产生影响。
例如，孕妇摄入高脂肪饮食会增加胚胎患肥胖和代谢疾病的风险。
这一影响部分是通过表观遗传学修饰来实现的，包括DNA甲基化和组蛋白修饰的改变。
同样，外界环境因素如化学物质暴露和应激也可能通过改变表观遗传学状态来影响胚胎发育。
在理解表观遗传学修饰和胚胎发育关系的机理时，科学家们发现细胞核内的遗传物质以及染色质结构发生改变都可能对表观遗传学状态产生影响。
例如，在细胞分裂过程中，染色体会经历结构和构象的变化。
胚胎干细胞的分化和调控研究
胚胎干细胞的分化和调控研究胚胎干细胞是一种具有自我复制和分化潜能的细胞，有着广泛的临床应用前景。
这些细胞可以被分化成各种成体细胞，包括肌肉、神经、骨骼和心脏。
但是，胚胎干细胞的分化过程非常复杂，需要精细的调控才能实现。
近年来，科学家们通过研究胚胎干细胞的分化过程，探索了许多重要的调控机制。
1. 基因调控机制基因调控是胚胎干细胞分化的重要机制。
众所周知，不同细胞类型具有不同的基因表达谱。
因此，在胚胎干细胞分化的过程中，许多基因表达谱的变化发生了很大的调整。
在这个过程中，一些转录因子和RNA会被激活或抑制，这进一步会导致一些基因表达的变化，从而影响细胞的决定性分化。
2. 信号通路调控信号通路调控也是胚胎干细胞分化过程中的重要因素。
这些信号通路包括Wnt、Notch、Fibroblast growth factor（FGF）、TGF-β和BMP等。
每个信号通路的活性取决于复杂的分子级调控机制和细胞内外环境条件。
其中一些信号通路可以通过调节特定的转录因子和RNA来影响基因表达，从而影响胚胎干细胞的去向。
3. 神经元分化神经元分化是胚胎干细胞分化中的一种具有代表性的过程。
在这个过程中，胚胎干细胞经历了一个逐渐趋向神经元去向的过程。
在这个过程中，转录因子和信号通路的作用协同发挥，最终达到神经元的去向。
例如，转录因子Sox2、Pax6和Otx2会调节神经元分化过程中突触的形成，从而影响细胞行为和去向。
4. 肌肉分化肌肉分化也是胚胎干细胞分化的一种重要流程之一。
而这种分化的过程中，MyoD、Myf5、Myogenin和MRF4等转录因子是非常重要的，它们可以通过调控轨迹的变化而影响肌肉分化。
例如，MyoD和Myf5被用作分化的驱动程序，它们通过调节基因表达来增加肌肉细胞数量。
在分化过程中，配对调控机制和相邻细胞之间的交流也发挥着重要的作用。
配对调控机制的存在可以影响基因表达，从而影响胚胎干细胞的去向。
此外，细胞之间的交流还可以促进不同细胞类型之间的相互作用，很可能产生积极和负面影响。
表观遗传学对人类胚胎干细胞发育的影响
表观遗传学对人类胚胎干细胞发育的影响在生物学领域中，表观遗传学是一个相对年轻的科学，它主要研究的是基因表达的可塑性和可逆性。
这个领域对人类胚胎干细胞的发育有着深刻的影响，本文将详细介绍表观遗传学对人类胚胎干细胞发育的影响。
胚胎干细胞是可以不断自我复制并且可以分化为人体内各种细胞类型的细胞。
这种细胞在科学研究中具有非常重要的作用。
表观遗传学研究的是基因表达方面的变化，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等方面。
表观遗传学对胚胎干细胞发育有着重要的影响。
首先是DNA甲基化。
DNA甲基化是指在DNA分子链上添加甲基基团，通过这种方式来调节基因表达。
胚胎干细胞可以通过去甲基化来重塑自己的表观基因组，这意味着细胞可以去除DNA上的甲基化标记，从而产生特定的表观遗传学特征。
其次是组蛋白修饰。
组蛋白是细胞核内的一种蛋白质，它可以影响DNA的高级结构并且调节基因表达。
在胚胎干细胞分化的过程中，组蛋白的修饰也经常发生改变。
通过转录因子和共激活因子的配合作用，组蛋白的修饰类型和位置会发生变化，这会影响基因的表达模式。
最后是非编码RNA。
非编码RNA是指不编码蛋白质的RNA分子。
与编码RNA不同，非编码RNA在细胞中发挥特殊的调节作用。
在胚胎干细胞中，非编码RNA经常通过调节基因表达来控制细胞分化的命运。
这些非编码RNA分子可以与其他RNA和蛋白质发生相互作用，从而调节表达水平和细胞的命运。
总结起来，表观遗传学对胚胎干细胞的发育有着深刻的影响。
DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等方面的调节都在调节着细胞的分化和发育。
这些发现不仅加深了我们对基因表达调节的认识，也为生理、医学和治疗等方面的研究提供了新的思路和机会。
胚胎发育和细胞分化过程的调控机制研究
胚胎发育和细胞分化过程的调控机制研究胚胎发育和细胞分化过程是指在一个受精卵细胞不断分裂、成长和发育的过程中，形成各种具有特定生物功能的细胞类型。
这是一项非常复杂的过程，它涉及到许多不同的生物学机制，包括基因表达调控、细胞信号传递等等。
这些机制共同作用，促使细胞分化成为不同类型的细胞，并最终形成成熟的器官和组织。
近年来，研究人员一直在探索这些机制，以增进对胚胎发育和细胞分化的理解，并为诊断和治疗某些疾病提供可能的解决方案。
基因表达调控基因表达调控是指通过多种方式控制基因表达的过程。
这是胚胎发育和细胞分化的基本机制之一。
在胚胎发育早期阶段，大多数细胞具有相同的遗传信息，但它们会以不同的方式表达这些基因。
这是因为不同的组织和细胞类型需要表达不同的基因。
基因表达调控涉及到一系列过程，包括转录、RNA加工、转运和转化等。
转录是指将DNA信息转换为RNA信息的过程。
这是控制基因表达的第一步。
在转录过程中，DNA上的信息被转录为mRNA信息，然后被转移至核外。
转录调控的关键因素包括核酸酶、调节因子、核糖体和RNA聚合酶等。
RNA加工是指将mRNA的先导序列以及其他不需要的RNA序列进行剪切和修饰的过程。
这是控制基因表达的第二步。
RNA加工涉及到一系列过程，包括内含子剪切、polyA尾修饰、RNA修饰和RNA编辑等。
转运是指将RNA分子从核内运输到细胞质中的过程。
这是控制基因表达的第三步。
转运过程中，RNA分子在通过细胞质时会与其他蛋白质相互作用，包括种种RNA绑定蛋白、微管束和运输复合物等。
转化是指在细胞质中将RNA信息转化为蛋白质信息的过程。
这是控制基因表达的第四步。
转化过程中，RNA分子被翻译成蛋白质，通过不同的机制将其定位在不同的细胞器中。
细胞信号传递细胞信号传递指细胞内和细胞间传递信息的过程。
这是细胞分化的另一个关键机制。
细胞信号传递包括两种类型的信号转导方式：细胞内和细胞外信号传递。
细胞内信号传递是指通过细胞内信号传递网络调控基因表达的过程。
干细胞研究中的表观遗传调控机制
干细胞研究中的表观遗传调控机制一、引言干细胞是具有自我更新和分化潜能的细胞，具有广泛的应用前景。
表观遗传调控机制在干细胞分化和自我更新中具有重要作用，它们通过对基因表达的调控，影响干细胞命运的分化和维持。
本文将阐述干细胞研究中表观遗传调控机制的主要原理和方法。
二、表观遗传调控机制表观遗传调控机制是指染色质结构和组成物质的变化以及DNA甲基化和组蛋白修饰等非编码DNA序列的改变，这些改变会影响基因的表达。
在干细胞中，表观遗传调控机制发挥重要作用，通过维持干细胞的自我更新和调控分化的过程。
1. 染色质结构和组成物质的变化干细胞与分化细胞之间的染色质结构和组成物质的不同，是表观遗传调控机制中的一个重要方面。
干细胞中的染色质通常呈开放的状态，这有助于调控基因的表达。
没有分化的干细胞可以表达更多的转录因子和基因，而已分化的细胞的染色质结构更加紧密，基因表达水平也相对较低。
2. DNA甲基化DNA甲基化是指DNA碱基C的一个甲基（-CH3）的加入，这通常发生在CpG位点（一个C与G的配对位置）中，其在基因组中约占5%左右。
DNA甲基化可以调控基因的表达。
一般来说，DNA甲基化越高，基因的表达就越低。
在干细胞中，核酸甲基转移酶（DNMTs）是甲基化的关键酶类之一。
DNMTs能够将甲基基团转移给DNA的CpG位点，阻止特定的基因表达。
3. 组蛋白修饰组蛋白修饰也是表观遗传调控机制中的重要方面。
组蛋白是染色质的主要组成物质之一，通过化学修饰，组蛋白可以影响染色质的状态，从而影响基因的表达。
其中包括磷酸化、泛素化、甲基化和糖基化等修饰。
例如，H3K9me3是一种常用的甲基化修饰，通常与乙酰化（如H3K9Ac）相互作用，组成一个反式转录调控区域，影响基因的表达。
三、表观遗传调控机制的应用表观遗传调控机制的研究对干细胞的自我更新和分化具有重要的应用意义。
1. 基因诊断和治疗通过研究干细胞表观遗传调控机制的特征，可以开发针对特定基因表达或甲基化的诊断和治疗方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
胚胎干细胞发育分化的表观遗传学调控机制研究概述摘要：ESC多能性的维持与分化系统提供了一个描述哺乳动物发育进程的理想模型，胚胎干细胞具有非常重要的理论研究意义和临床应用前景。
以胚胎干细胞为模型，研究有关干细胞分化的表观遗传调控已成为新的研究热点。
在广泛文献调研的基础上，本文重点介绍DNA甲基化和组蛋白修饰这两个热点研究领域的前沿进展，从而探讨ESC细胞多能性的维持与分化的分子机理，为进一步研究提供参考资料。
关键词：ESC；发育分化；表观遗传学；DNA甲基化；组蛋白修饰Study on epigenetic regulation in differentiation of embryonic stem cells Abstact:Progression from stem cells into different differentiated progeny requires long-lastingchanges in gene expression. Emerging evidences suggest that embryonic stem /progenitor cells are excellent candidates for exploring stem cells differentiation mechanism involving the action of a unique epigenetic program.The review focuses on dynamic epigenetic regulation of DNA methylation, histone modification in embryonic stem cell differentiation and also highlights a general role of epigenetic changes in stem cell differentiation.Key words: embryonic stem cell,development and differentiation; epigenetic;DNA methylation, histone modification胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)是从早期囊胚的内细胞团(inner cell mass, ICM)分离出来的一种多能细胞系；它能在体外长期不断自我更新，并保持多向分化潜能，可以分化为内、中、外3个胚层的几乎所有类型细，其种系传递特性一直是遗传学、胚胎学、细胞生物学和发育生物学非常关注的研究对象之一［1］。
ESC位于个体发育的顶端，在正常的发育过程中其多样性是暂时的，随着胚胎发育的进行，其多能性逐渐丧失而分化成各种类型的胚胎组织。
因此ESC 多能性的维持与分化系统提供了一个描述哺乳动物发育进程的理想模型［2,8］。
表观遗传学是研究在基因型不发生改变的情况下产生可遗传基因表达改变的学科。
这种改变是细胞内遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递［5］。
随着表观遗传学的飞速发展，人们已经认识到表观遗传调控在发育分化中起着重要的作用［4］（图1）。
例如组蛋白赖氨酸甲基化与脱甲基化介导的基因转录调控是发育分化过程中表观遗传调节的重要部分。
ESC发育分化过程中的表观遗传学修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰、印记基因、染色体失活及RNA干扰等［7］。
其中DNA甲基化和组蛋白修饰使表观基因组调控ESC多能性与发育分化的两种重要机制［2］，是近年来研究的重点和热点。
因此，在广泛文献调研的基础上，本文试图从表观遗传学的角度，重点介绍DNA甲基化和组蛋白修饰这两个热点研究领域的前沿进展，从而探讨ESC细胞多能性的维持与分化的分子机理，为进一步研究提供参考资料。
1.DNA甲基化在哺乳动物中,DNA甲基化通常发生在双核苷酸CpG中的胞嘧啶上,形成甲基化的CpG（图3A）［3］，它们在基因组中有特定的表达谱式。
在个体发育的特定阶段及细胞分化时，DNA甲基化基因表达谱会发生变化，例如在胚胎发育的早期，DNA甲基化修饰被去除，多能性基因的到表达，而发育相关基因受到甲基化抑制。
从而在基因表达调控，基因印记及染色体失活等重要的生理过程中发挥重要作用，导致细胞多能性的改变及分化［1］。
1.1DNA甲基化形成机制CpG二核苷酸胞嘧啶的甲基化过程是在DNA甲基化转移酶（Dnmt）催化下,一个甲基从S-腺苷甲硫氨酸转移到胞嘧啶环的第5位碳原子上。
DNA甲基化转移酶主要包括所含有的氨基酸数分别为1616,391,912,853和387的Dnmt1、Dnmt2、Dnmt3a、Dn-mt3b和Dnmt3L。
Dnmt1蛋白在G1、G2期定位于核质,S 期复制,具有较强的体外催化活性,其mRNA主要表达于胎盘、脑、肺、心脏等组织；Dnmt2蛋白亚细胞定位无特异性，体外无催化活性，其mRNA在各个组织中均有低水平的表达；Dnmt3a的mRNA主要在胚胎干细胞中大量表达,成体和胚胎有低水平表达,具有周期依赖性,其蛋白在细胞分裂过程中周期性地定位于细胞核,复制主要在S期,体外催化活性较弱；Dnmt3b的mRNA主要表达于未分化的ES细胞、胚胎、睾丸,具有细胞周期依赖性,其蛋白在NIH3T3细胞中分布于核内,在胚胎干细胞定位于异染色质中,体外未检测到明显的催化活性；Dnmt3L的mRNA主要表达于睾丸和胚胎中,其蛋白的亚细胞定位无特异性,体外催化活性较弱。
在5种DNA甲基化转移酶中,Dnmt1具有维持甲基化的作用,Dnmt3a和Dnmt3b有催化重新甲基化的功能。
DNA甲基化转移酶的催化过程需要辅助蛋白Dnmt3L［3-10,14］。
1.2DNA甲基化在胚胎干细胞分化中的作用Shen等研究表明，在胚胎干细胞向神经干、祖细胞分化的过程中，大约有1.4%的CpG岛发生了显著的重新甲基化过程。
此外还发现，胚胎干细胞的重新甲基化过程与癌细胞显著不同，两者的CpG岛基因没有任何重叠。
在人类胚胎干细胞的长期培养过程中，虽然印记基因座的甲基化模式是相对稳定的，然而在一些胚胎干细胞系中，一些特定肿瘤的抑制基因的甲基化增强子是增多的。
此外，在人胚胎干细胞的分化过程中，重新DNA甲基化转移酶参与了CpG岛的甲基化，动态的DNA甲基化通常发生在细胞非CpG岛区域的种系分化基因中。
此外，甲基化印记基因Dnmt1或者Dnmt3的缺陷将导致小鼠基因组大规模的DNA低甲基化和早期胚胎的致死。
这就提示，对于正常的机体发育，DNA甲基化转移酶介导的表遗传程序是不可或缺的。
然而，在早期胚胎发育时期，Dnmt3a和Dnmt3b 如何参与建立体细胞系分化过程中的表观遗传标记仍需进一步探索［2-4,10-11］。
2.组蛋白修饰组蛋白是真核生物染色体的结构蛋白,是构成核小体的基本单位。
组蛋白是一类小分子碱性蛋白质,分为H1、H2A、H2B、H3及H45种类型,它们富含带正电荷的碱性氨基酸,能够与DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用，发生甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、SUMO化、ADP-核糖基化等共价修饰作用（图3B），而且这些修饰几乎都可以逆转。
染色质上的修饰可有专门的结合蛋白识别，解读其功能，导致转录活性的开或关两种状态，决定基因的活性。
在ESC中，结合在染色质上的蛋白相对于体细胞都比较松散，以利于一旦ESC细胞需要分化时可使转录因子更加容易结合上去建立新的分化细胞特异性的基因程序。
即正是其中较松散和开放的染色质结构才使ESC具有了建立各种体细胞特异性基因程序的能力，使其具有多能性［1-4,15］。
2.1组蛋白的甲基化修饰组蛋白甲基化修饰可以发生在赖氨酸或精氨酸残基上，组蛋白赖氨酸甲基化发生在组蛋白H3的N端4、9、14、27、36及79位，组蛋白H4的N端20及59位赖氮酸，每个位点又分单、双和三甲荃化。
通常H3的4、36、79位赖氨酸甲基化与常染色质及转录激活有关，H3的9、27位以及H4的20位赖氮酸甲基化与异染色质及转录抑制有关。
目前已发现多种具有组蛋白赖氨酸甲基转移酶活性的蛋白质分子，有的晶体结构已解析，组蛋白赖氨酸甲基转移酶〔除Dotl外)均含有一个SET[su(var)，enhance of zeste，trithorax]结构域、负责催化和结合供体甲基AdoMet。
组蛋白甲基化修饰并不影响氨基酸的电荷数，但会造成空间位阻并导致疏水性变化，破坏分子内或分子氢键，形成新的蛋白质结合位点［9-11,］。
由美国麻省Whitehead生物医药研究院的Rudolf和Richard Yong两个实验室最近的研究表明，干细胞之所以据有全能性主要是因为聚梳蛋白（Polycomb group，PcG)抑制了启动体细胞分化调控蛋白的转录。
他们在小鼠和人类ESC中鉴定出几百多个聚梳蛋白抑制的基因，而这些基因大部分也受到干细胞所特有的转录因子Oct4、Sox2、Nanog的抑制，因而另一侧面证明了PcG蛋白家族与Oct4、Sox2、Nanog之间的相互作用是维持ESC全能性的关键。
这些PcG靶基因在干细胞分化时才表达，如果在干细胞中不受抑制，他们就会发生分化。
在此之前的研究证明，PcG蛋白家族与组蛋白H3K27甲基化有关，有了这种共价修饰，染色质与各种转录因子之间的结合能力降低，使转录过程受到抑制［1-3,12］。
由Eric Lander带领的麻省理工与哈佛大学的研究组发现，干细胞染色质的某些地方具有―二价区域‖的特性，这些二价区域既含有一直转录的H3K27甲基化标志［2,3］（图2，图3A）。
这些区域的DNA序列属于哺乳动物进化中比较保守的非编码调节序列，位于发育相关转录因子编码区的上游。
在干细胞分化时，其中一种修饰被去掉，只剩下H3K27甲基化或H3K4甲基化。
分化时不表达的基因一般只留下H3K27甲基化，而被激活的基因一般保留H3K4甲基化。
这些二价染色质区域对于干细胞来说具有重要意义，一方面，它们可以抑制参与体细胞激活途径的转录因子的表达，另一方面在干细胞开始分化的时候又可以很快改变。
每个细胞的命运再决定之前，其主要调节基因必须处于沉默状态。
但随着时间的推移，细胞命运一但需要决定，这个细胞又必须时刻准备激活其中一种调节基因，启动细胞分化。
二价染色质区域的表观遗传修饰使这些基因在细胞未分化时就做好了准备。
因此，在一定程度上可以说干细胞分化是特定的表观基因组建立的过程［3］。
（图4）。
2.2组蛋白的乙酰化修饰组蛋白乙酰化与基因活化以及DNA复制相关,组蛋白的去乙酰化与基因的失活相关。
Hajkova等研究显示,组蛋白的乙酰化修饰大多在组蛋白H3的Lys9,14,18,23和H4的Lys 5,8,12,16等位点,该过程是一可逆的动态过程,由组蛋白乙酰化酶(HATs)和组蛋白去乙酰化酶( HDACs)调控。