image: 左图是克隆效率高的水牛成纤维细胞，具有核内异染色质较少，H3K9ac修饰水平高，H3K9me3修饰水平低的染色质特征以及糖酵解代谢旺盛的代谢理特点。右图是克隆效率低的水牛成纤维细胞，其染色质状态、代谢特点与克隆效率高的细胞恰恰相反。调控低克隆效率的水牛成纤维细胞细胞代谢途径向糖酵解偏移，可使细胞的染色质状态向克隆效率高的染色质状态转变。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
生育力、生长特性和行为特征的个体差异常见于哺乳动物中。这些个体差异最令人关注的是生育力的差异，因其与物种延续相关。生育力个体差异主要体现在精子受精能力的差异和体细胞核移植（克隆）效率的差异。精子受精能力的个体差异很容易与活力的差异联系起来，但体细胞克隆效率的个体差异则很难与其显而易见的表型联系在一起。
广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室的石德顺教授团队以水牛为对象对这一问题进行了系统研究。研究发现，不同个体水牛胎儿成纤维（BFFs）质结构、表观遗传和糖酵解存在明显差异。克隆效率高的BFFs呈现出旺盛的能量代谢、松散的染色质结构、异染色质蛋白1α (HP1α) 的低表达、组蛋白3 第九位赖氨酸（H3K9）高乙酰化。染色质免疫共沉淀（ChIP）测序发现，高克隆效率的BFFs具有较多的H3K9乙酰化区域，且这些差异的H3K9乙酰化位点主要富集于糖酵解相关基因的上游。基于转座酶的染色质可及性（ATAC）分析发现，高克隆效率的BFFs具有较强的染色质可及性信号，特别是糖酵解关键基因的所在区域。用糖酵解诱导剂PS48培养处理低克隆效率的BFFs，可降低细胞凋亡、组蛋白去乙酰化酶活性、HP1α表达，提高细胞内乳酸产量、H3K9乙酰化水平和克隆效率。
该工作首次将体细胞的克隆效率、染色质可及性、组蛋白乙酰化和糖酵解关联在了一起，并证实调控细胞的糖酵解能提高其克隆效率。不仅加深了对体细胞重编程机制的认识，而且还提供了一条提高体细胞克隆效率的新途径。相关研究结果发表在Science China Life Sciences。
Individual variation in buffalo somatic cell cloning efficiency is related to glycolytic metabolism
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-021-2039-6
Journal
Science China Life Sciences