在生命起始时期,精子和卵子的结合启动了一系列剧烈的染色质重编程事件。这种重编程能够帮助介导基因组转录的重新启动,塑造崭新的全能性胚胎,并为之后的胚胎发育和组织分化奠定基础。然而在这个过程中受精卵的染色质到底是如何动态变化的,染色质的重编程又是如何协助胚胎特异基因激活的一直是未解之谜。但由于早期胚胎材料的稀缺,目前的技术手段都难以施展该项研究。基因转录的关键调控元件通常坐落在染色质开放区域。在2013年已报道的少量细胞染色质开放区域定位技术(ATAC-seq)的基础上,我们利用CRISPR基因编辑系统,成功克服了早期胚胎中大量母源线粒体基因组DNA对该技术的干扰,呈现了小鼠胚胎早期发育中开放染色质和基因调控元件的精确动态调控图谱。从这一工作中,我们发现胚胎中来源于父母本的两套染色质在2细胞时期已经建立了相似的染色质开放区域。除了在基因启动子,这些区域还特异地集中在基因组的重复序列和基因转录的终止位置。这些发现暗示着在胚胎早期发育过程中存在着更为丰富的调控方式。另外,我们还通过开放染色质鉴定到了可能的基因调控元件和相关的转录因子,并通过基因敲低实验证实了其中两个转录因子对胚胎中最早细胞分化的关键转录程序起重要的调控作用。最后,我们检测了胚胎基因组激活前的染色质状态,发现该时期的染色质不同于基因组激活后的胚胎和体细胞,可能处于一种整体更加松散的状态。综上所述,本研究是首次在DNA水平上对早期胚胎发育的染色质调控进行的研究。这项工作不仅发现了哺乳动物早期发育过程中染色质动态变化的特征以及可能的调控元件和转录因子,还揭示了在这个过程中染色质和转录调控元件不同于体细胞的特殊作用模式。