LS
Lina Song
Author with expertise in Male Reproductive Health
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(57% Open Access)
Cited by:
1,329
h-index:
26
/
i10-index:
46
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Flexibility and constraint in preimplantation gene regulation in mouse

Colin Conine et al.Mar 14, 2020
Although many features of embryonic development exhibit remarkable stability in the face of environmental perturbations, it is also clear that some aspects of early embryogenesis can be modulated by non-genetic influences during and after fertilization. Among potential perturbations experienced during reproduction, understanding the consequences of differing ex vivo fertilization methods at a molecular level is imperative for comprehending both the basic biology of early development and the potential consequences of assisted reproduction. Here, we set out to explore stable and flexible aspects of preimplantation gene expression using single-embryo RNA-sequencing of mouse embryos fertilized by natural mating, in vitro fertilization, or intracytoplasmic sperm injection, as well as oocytes parthenogenetically activated to develop (parthenotes). This dataset comprises a resource of over eight hundred individual embryos, which we use for three primary analyses. First, we characterize the effects of each fertilization method on early embryonic gene regulation, most notably finding decreased expression of trophectoderm markers at later stages of preimplantation development in ICSI embryos. Second, we find massive gene misregulation in parthenotes beyond the expected defects in imprinted gene expression, and show that many of these changes can be suppressed by sperm total RNA. Finally, we make use of the single-embryo resolution of our dataset to identify both stably-expressed genes and highly-variable genes in the early mouse embryo. Together, our data provide a detailed survey of the molecular consequences of different fertilization methods, establish parthenotes as a tabula rasa for understanding the role for sperm RNAs in preimplantation gene regulation, and identify subtypes of preimplantation embryos based on their expression of epivariable gene modules.
0

Small RNAs gained during epididymal transit of sperm are essential for embryonic development in mice

Colin Conine et al.Apr 30, 2018
The small RNA payload of mammalian sperm undergoes dramatic remodeling during development, as several waves of microRNAs and tRNA fragments are shipped to sperm during post-testicular maturation in the epididymis. Here, we take advantage of this developmental process to probe the function of the sperm RNA payload in preimplantation development. We generated zygotes via intracytoplasmic sperm injection (ICSI) using sperm obtained from the proximal (caput) vs. distal (cauda) epididymis, then characterized development of the resulting embryos. Embryos generated using caput sperm significantly overexpress multiple regulatory factors throughout preimplantation development, and subsequently implant inefficiently and fail soon after implantation. Remarkably, microinjection of purified cauda-specific small RNAs into caput-derived embryos not only completely rescued preimplantation molecular defects, but also suppressed the postimplantation embryonic lethality phenotype. These findings reveal an essential role for small RNA remodeling during post-testicular maturation of mammalian sperm, and identify a specific preimplantation gene expression program responsive to sperm-delivered microRNAs.