基因组印记（Genomic imprinting）是指,在多细胞生物（例如哺乳动物）中单等位基因表达的现象,是表观遗传学调控的经典生物学事件之一。其在调控胚胎发育、新陈代谢、疾病发生与精神异常等方面起至关重要作用。过去几十年,已经有众多研究工作对基因组印记进行了探讨。然而到目前为止,非近交系物种的基因组印记相关研究仍十分有限。一直以来,DNA甲基化被认为是调控基因印记的唯一机制。直到最近研究表明,在啮齿类动物（小鼠）早期胚胎发育过程中,母源特异性H3K27me3修饰导致部分父源偏好性基因（paternal-biasedly expressed genes,PEGs）特异性表达。然而,这种新发现的机制是否保守存在于灵长类中,尚未可知。基因组印记对于胚胎、胎盘和新生儿的生长和发育具有重要调节作用。通常,父源表达的印记基因对胚胎发育起正调控作用,而母源表达的印记基因则相反。此外,最近研究表明,基因组印记与体细胞核移植动物发育率之间关系密切。其中,H3K27me3介导的非经典基因组印记异常是克隆小鼠胎盘过度生长的主要原因。然而,由于灵长类基因组印记研究相对滞后,克隆猴发育能力较低是否与印记基因有关目前尚不清楚。因缺乏合适的研究手段,灵长类基因组印记相关研究工作一直以来进展相对缓慢。其中最主要的原因是,目前缺乏有效方法,能够对非近交系动物（如灵长类）的父、母源染色体或等位基因进行区分。尽管最近研究表明,基于单核苷酸多态性（SNP,single-nucleotide polymorphism）分析可对人体组织中甲基化差异区（DMRs,differentially methylated regions）进行从头鉴定,而这样的方法往往需要整合来源于不同个体的成百上千份DNA甲基组数据才能实现。因具有实验成本高昂、实验材料难以获得等特点,上述分析方法很难被广泛应用于非近交系动物基因组印记研究。单性胚胎是研究基因组印记的重要材料。而由于伦理限制,人类单性胚胎具有难以获取和数量稀缺的特点。非人灵长类是研究人类胚胎发育和疾病发生最理想的动物模型。因此,本项研究工作首先对食蟹猴单性胚胎的转录组、DNA甲基组以及H3K27me3组蛋白修饰情况进行综合性分析。结果表明,与小鼠不同,猴早期胚胎中母源印记主要调控机制为DNA甲基化修饰而非H3K27me3。为了克服分析方法上的障碍,本研究进一步利用已知小鼠数据,开发了两种精准且高效的亲源甲基化差异区（g DMRs,germline differentially methylated regions）鉴定方法,分别为“基于不同组织测序读数且无需SNP的DMRs鉴定法（TARSII,tissue-associated,reads-based,SNP-free method for identifying imprint-DMRs）”和“基于测序读数中Cp G岛分布情况且无需SNP的DMRs鉴定法（CARSII,Cp G-island-associated,reads-based,SNP-free method for identifying imprint-DMRs）”。这两种方法并不依赖于SNP分析,只需要利用少数不同成体组织的DNA甲基化测序数据,即可鉴定出体细胞组织中的g DMRs（通过TARSII分析）或某一特定组织中的g DMRs（通过CARSII分析）。利用上述两个方法,本项研究成功揭露了灵长类基因组印记在早期胚胎与成体组织间、胚胎本体与胚外组织之间的差异。更有趣的是,相对于胚胎本体组织,灵长类胎盘倾向保留更多亲源印记。通过比较野生型胎盘、克隆猴胎盘和体细胞组织中保留的g DMRs发现,克隆猴胎盘的基因组印记模式更接近于体细胞组织,且丢失了大部分野生型胎盘本该有的印记。此外,胎盘特异性印记基因在克隆猴胎盘中也异常表达。克隆猴胎盘的这种基因印记缺陷,很有可能最终影响了克隆猴胎儿的发育潜能和出生能力。综上所述,本研究开发了两种不依赖于SNP的基因组印记区域鉴定方法,并进一步利用这两种方法分析了灵长类早期胚胎到成体组织细胞中基因印记的动态变化过程。结果显示,相对于早期胚胎和胎盘,成体组织细胞保留了更少的母源印记。然而体细胞中这些被抹去的母源印记,并不能通过重编程（如核移植技术）在胎盘组织中重新被建立,最终导致灵长类核移植胎盘呈现出严重的基因组印记缺陷。这为灵长类核移植研究提供了重要线索,也为提高灵长类克隆动物效率带来了新思路。