由 RIKEN 綜合醫(yī)學科學中心 (IMS) 的 Azusa Inoue 領導的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個在卵細胞中缺少關鍵的跨代指令時導致產前死亡的基因。該研究于 4 月 28 日發(fā)表在《基因與發(fā)展》雜志上，該研究表明，在小鼠中，一種名為Xist的 X 染色體基因的表觀遺傳抑制失敗會導致流產和發(fā)育異常。
“這項研究確定了對胎兒發(fā)育至關重要的基因，其表達受從卵子傳遞給下一代的組蛋白修飾控制，”Inoue 說。“這些發(fā)現(xiàn)對了解不孕癥和開發(fā)治療方法具有重要意義。”
為了使胚胎正常發(fā)育，卵子和精子細胞在相遇之前需要接受重要的生物學指令。一旦卵子受精，其中一些指令會根據(jù)基因是來自母親還是父親來告訴基因被打開或關閉。這個過程被稱為基因組印記，是新研究的重點。
當基因表達的修改傳遞給下一代時，它們被稱為跨代表觀遺傳變化，因為即使 DNA 密碼保持不變，它們也是可遺傳的變化。Inoue 和他的團隊一直在研究賦予卵細胞的一組特定的跨代表觀遺傳指令，稱為組蛋白 H3 賴氨酸 27 (H3K27) 三甲基化。在之前的研究中，他們發(fā)現(xiàn)阻止這些指令會導致產前死亡，尤其是男性胚胎，還會導致母親的胎盤增大。這項新研究詢問這些結果是否與失敗的印記直接相關。
該研究首先敲除雞蛋中 H3K27 三甲基化所需的基因，從而無法給出跨代指示。接下來，該團隊在這些卵中添加了 Xist 基因的敲除。由于雄性后代往往會死亡，研究人員懷疑罪魁禍首是性染色體上的基因。事實證明，已知有九種母體基因在胚胎中被抑制，而有利于父系起源的基因。只有一個，Xist，在 X 染色體上。
結果幾乎和預期的一樣。產前死亡率大大降低，擊倒西斯特后，男性化的殺傷力也沒有了。這表明Xist印記失敗是產前死亡的原因。但是，胎盤還是變大了。推斷這可能與其他八個未能印記的基因的過度表達有關，該團隊在雙敲除胚胎中創(chuàng)造了八個不同的缺失突變體。他們發(fā)現(xiàn)，對于其中三個基因，這導致了正常大小的胎盤。
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