繼承獲得的性狀需要對(duì)未受精卵進(jìn)行開拓性修飾

RIKEN綜合醫(yī)學(xué)科學(xué)中心的一項(xiàng)表觀遺傳學(xué)研究表明,在小鼠卵細(xì)胞中,賴氨酸119處對(duì)組蛋白H2A的修飾為母親遺傳的DNA功能修飾奠定了基礎(chǔ)。

在書籍和電影中,一群執(zhí)行特殊任務(wù)的人總是在發(fā)動(dòng)偵察之前先派偵察員進(jìn)行偵察。有時(shí),偵察兵會(huì)留下標(biāo)志或標(biāo)記,讓小組成員知道應(yīng)該去哪里。理研綜合醫(yī)學(xué)中心的井上梓(Azusa Inoue)領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn),未受精卵細(xì)胞中留下了一個(gè)標(biāo)記,該標(biāo)記確定了受精卵將遺傳哪些DNA修飾。

具體而言,他們發(fā)現(xiàn),如果不對(duì)賴氨酸119處的組蛋白H2A進(jìn)行初始修飾(技術(shù)上稱為H2AK119ub1),則以后不會(huì)發(fā)生可遺傳修飾。當(dāng)發(fā)育時(shí),這種缺陷的后果是胚胎植入后胎盤增大。這項(xiàng)研究于4月5日發(fā)表在《自然遺傳學(xué)》上。

多年以來,我們?cè)趯W(xué)校里被教導(dǎo)說獲得的特質(zhì)是不會(huì)被繼承的。從某種意義上說,這是正確的。大量伸展脖子以獲取食物不會(huì)導(dǎo)致兒童脖子更長(zhǎng)。但是,您的DNA功能可以在您的一生中被修改。例如,染色體中的DNA結(jié)構(gòu)被稱為組蛋白的蛋白質(zhì)所支持。修改組蛋白后,它們可以改變基因在體內(nèi)的表達(dá)方式。這是表觀遺傳學(xué),并且Inoue及其同事的先前研究表明,可以繼承動(dòng)物" target="_blank">哺乳動(dòng)物卵細(xì)胞中賴氨酸27處獲得的組蛋白H3的三甲基化(幸運(yùn)地縮寫為H3K27me3)。在這項(xiàng)新研究中,該團(tuán)隊(duì)使用了一種稱為低輸入CUT&RUN的技術(shù)來開始回答這種情況的發(fā)生方式。

首先,研究人員檢查了兩種不同的組蛋白修飾的時(shí)間。他們發(fā)現(xiàn),每個(gè)展示H3K27me3的基因在小鼠卵細(xì)胞中也都顯示H2AK119ub1。研究人員懷疑其重要性,敲除了構(gòu)成卵細(xì)胞中H2AK119ub1的兩種蛋白質(zhì)。低投入的CUT&RUN結(jié)果表明,敲除卵細(xì)胞中的H3K27me3比多課資源正常情況下將H3K27me3帶入下一代的基因子集的對(duì)照少得多。因此,H2AK119ub1就像偵查員留下的一種標(biāo)記物一樣,標(biāo)識(shí)隨后的H3K27me3應(yīng)該跟隨的位置。井上說:“我們發(fā)現(xiàn)H2AK119ub1對(duì)于H3K27me3的母體遺傳是必要的,這使得H2AK119ub1-H3K27me3途徑成為哺乳動(dòng)物跨代表觀遺傳遺傳的主要參與者。” Inoue說。

研究人員隨后發(fā)現(xiàn)了他們意料之外的東西。測(cè)試表明,H3K27me3的丟失本身是受精胚胎遺傳的,無法逆轉(zhuǎn)。此外,這種缺乏導(dǎo)致致死率增加(流產(chǎn))和胎盤增大。井上說:“令人驚訝的是,發(fā)現(xiàn)雞蛋的組蛋白修飾缺陷被胚胎不可逆轉(zhuǎn)地遺傳,并在發(fā)育中造成長(zhǎng)期后果?!?/p>

因此,結(jié)果表明,盡管小鼠卵細(xì)胞中的DNA正常,但是如果缺少正確的說明(首先進(jìn)行H2AK119ub1修飾,然后進(jìn)行H3K27me3修飾),則可能會(huì)發(fā)生流產(chǎn)和胎盤增大。這些發(fā)現(xiàn)具有臨床意義,特別是對(duì)于生殖醫(yī)學(xué)和胎盤缺陷。井上說:“下一步是看是否有任何疾病或周圍環(huán)境會(huì)影響可遺傳的組蛋白修飾?!?/p>

標(biāo)簽: 未受精卵