由 RIKEN 綜合醫(yī)學(xué)科學(xué)中心 (IMS) 的 Azusa Inoue 領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個在卵細(xì)胞中缺少關(guān)鍵的跨代指令時導(dǎo)致產(chǎn)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(dǎo)致流產(chǎn)和發(fā)育異常。
“這項研究確定了對胎兒發(fā)育至關(guān)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(xì)胞在相遇之前需要接受重要的生物學(xué)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(guān)閉。這個過程被稱為基因組印記,是新研究的重點。
當(dāng)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(xì)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(dǎo)致產(chǎn)前死亡,尤其是男性胚胎,還會導(dǎo)致母親的胎盤增大。這項新研究詢問這些結(jié)果是否與失敗的印記直接相關(guān)。
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?zhǔn)资切匀旧w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(jié)果幾乎和預(yù)期的一樣。產(chǎn)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(chǎn)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(guān),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(dǎo)致了正常大小的胎盤。
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