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(gè)在卵細(xì)胞中缺少關(guān)鍵的跨代指令時(shí)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(huì)導(dǎo)致流產(chǎn)和發(fā)育異常。
“這項(xiàng)研究確定了對(duì)胎兒發(fā)育至關(guān)重要的基因，其表達(dá)受從卵子傳遞給下一代的組蛋白修飾控制，”Inoue 說(shuō)。“這些發(fā)現(xiàn)對(duì)了解不孕癥和開(kāi)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(huì)根據(jù)基因是來(lái)自母親還是父親來(lái)告訴基因被打開(kāi)或關(guān)閉。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為基因組印記，是新研究的重點(diǎn)。
當(dāng)基因表達(dá)的修改傳遞給下一代時(shí)，它們被稱(chēng)為跨代表觀遺傳變化，因?yàn)榧词?DNA 密碼保持不變，它們也是可遺傳的變化。Inoue 和他的團(tuán)隊(duì)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(chēng)為組蛋白 H3 賴(lài)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(huì)導(dǎo)致產(chǎn)前死亡，尤其是男性胚胎，還會(huì)導(dǎo)致母親的胎盤(pán)增大。這項(xiàng)新研究詢(xún)問(wèn)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(wú)法給出跨代指示。接下來(lái)，該團(tuán)隊(duì)在這些卵中添加了 Xist 基因的敲除。由于雄性后代往往會(huì)死亡，研究人員懷疑罪魁禍?zhǔn)资切匀旧w上的基因。事實(shí)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(gè)，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(méi)有了。這表明Xist印記失敗是產(chǎn)前死亡的原因。但是，胎盤(pán)還是變大了。推斷這可能與其他八個(gè)未能印記的基因的過(guò)度表達(dá)有關(guān)，該團(tuán)隊(duì)在雙敲除胚胎中創(chuàng)造了八個(gè)不同的缺失突變體。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于其中三個(gè)基因，這導(dǎo)致了正常大小的胎盤(pán)。
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