精子是雄性生殖细胞终末分化细胞,其染色体为实现精子功能,亦产生了特异的变化。与体细胞不同,精子染色体主要由DNA缠绕精蛋白组成,精子细胞核内DNA高度压缩,在哺乳动物的精子中,仅残留约5%-15%的组蛋白。在精子发生的过程中,精原细胞经过自身有丝分裂、初级精母细胞和次级精母细胞的减数分裂及精子形成过程实现精子的成熟。伴随该过程,精子染色体亦发生剧烈的特征性变化,在减数分裂阶段,染色质经历联会及两次减数分裂的过程,在精子形成过程,染色质经历组蛋白过渡蛋白替换、过渡蛋白精蛋白替换的过程,以上过程伴随着剧烈的表观遗传方面的变化。本研究采用高通量测序的方法,尝试阐释在小鼠精子发生过程中组蛋白H2A变体在粗线期初级精母细胞及圆形精子细胞内的动态变化状态及其生物学功能,以及组蛋白修饰H3K79me3在粗线期出现的作用。研究采用STA-PUT的方法,在小鼠睾丸中分离粗线期初级精母细胞及圆形精子;采用Native-ChIP的方法,对分离细胞进行建库。经高通量测序的数据,结合公共数据库报道的数据,采用生物信息学的方法,在基因定位、染色体定位及与转录水平关系的方面对组蛋白H2A变体在分离细胞中的分布进行研究;结合公共数据,对粗线期初级精母细胞中组蛋白修饰H3K79me3占位序列与其他修饰、变体间的占位相互关系及其与转录的关系和该修饰占位基因的功能等方面进行分析。研究成功构建了组蛋白H2A变体H2A.Z、γH2A.X、macroH2A在粗线期及圆形精子阶段及H3K79me3在粗线期的Native-ChIP测序文库。首次以ChIP-seq的方法,即单核小体分辨率水平,描述了研究中涉及的各变体在粗线期和圆形精子细胞中分布和定位的情况及H3K79me3在粗线期染色体上的分布状况。研究发现,组蛋白H2A变体在所分离的细胞阶段在基因上的定位极为有限,且大部分分布于基因间隔区和内含子区,组蛋白H2A变体对圆形精子阶段性染色体转录再激活无直接作用,发现研究中涉及的组蛋白H2A各变体在分离细胞阶段的功能与转录调控无直接关系,可能参与染色质结构的组织和染色质重塑。此外发现,圆形精子阶段组蛋白变体间存在较强的共定位现象,提示在该阶段组蛋白H2A变体间存在较强的替换。另外,在精子发生体系中,采用生物信息分析的方法验证了 H3K4me3与H3K79me3之间存在相互作用的结论,结合转录组数据,发现H3K79me3在粗线期的出现与转录激活相关,特别是与粗线期至圆形精子阶段的特异基因的转录激活相关,该发现不同于已有基于免疫荧光染色观察的发现。