Science揭秘父親的表觀遺傳“原罪”

日期：2015-10-10 08:51:22

如果你患有糖尿病、癌癥或甚至有心臟問題，或許你應(yīng)該將其歸罪于父親或甚至祖父的行為或環(huán)境。近年來，科學(xué)家們已證實(shí)甚至在母親懷上后代之前，父親的生活經(jīng)歷包括食物、藥物、暴露于毒性產(chǎn)物、壓力等都可以影響他的孩子、甚至孫子的發(fā)育和健康。

然而，盡管科學(xué)家們在這一領(lǐng)域已開展了十年的研究工作，對于延續(xù)數(shù)代傳遞環(huán)境記憶的機(jī)制卻知之甚少。麥吉爾大學(xué)的研究人員及瑞士的合作者們認(rèn)為，他們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了這一分子謎團(tuán)的一個(gè)關(guān)鍵部分。他們發(fā)現(xiàn)直到現(xiàn)在仍相對較少關(guān)注的組蛋白有可能在這一過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

他們認(rèn)為這一研究發(fā)現(xiàn)將有可能極大地改變我們對于人類遺傳機(jī)制的理解。這是因?yàn)檠芯咳藛T證實(shí)了，DNA以外的東西在遺傳中起著重要的作用，并可以決定父親的孩子和他的孫子是否健康。這項(xiàng)研究工作發(fā)布在《科學(xué)》（Science）雜志上。

朝著新方向

在過去，大多數(shù)表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究都是將焦點(diǎn)放在與DNA和甲基分子相關(guān)的過程上。甲基附著在DNA上，起著類似調(diào)光開關(guān)的作用——上調(diào)或是下調(diào)特定基因的表達(dá)。

由于組蛋白是受精時(shí)傳送精液成分的組成部分，研究人員想知道它們是否有可能在將來自父親的遺傳信息傳遞給后代的過程中發(fā)揮了作用。組蛋白不同于我們的DNA，盡管在細(xì)胞形成過程中它們與DNA結(jié)合在一起，有點(diǎn)像DNA纏繞著的線軸。

因此，為了驗(yàn)證他們的理論即組蛋白有可能發(fā)揮作用引導(dǎo)了胚胎發(fā)育，研究人員構(gòu)建出了一些小鼠——在精子形成過程中他們略微改變了小鼠組蛋白的生物化學(xué)信息，然后檢測了結(jié)果。他們研究了對于后代的影響。

不只是DNA與遺傳有關(guān)

研究人員發(fā)現(xiàn)這給后代的發(fā)育造成了可怕的后果，如后代容易有出生缺陷及異常骨骼形成及影響了它們的存活。并且，最令人驚訝地是，在兩代之后仍然可以看到這些效應(yīng)。

論文的主要作者之一、麥吉爾大學(xué)動(dòng)物科學(xué)系Sarah Kimmins說：“當(dāng)我們看到跨代生存力降低及發(fā)育異常時(shí)我們真的震驚了，因?yàn)檎l也沒有想過DNA之外的東西如蛋白質(zhì)發(fā)生改變可能與遺傳相關(guān)。”

Kimmins補(bǔ)充道：“這些研究發(fā)現(xiàn)不同尋常，因?yàn)樗鼈儽砻髁?span lang="EN-US">DNA以外的信息與遺傳度相關(guān)。這項(xiàng)研究突顯了父親對孩子甚至是孫子的健康起至關(guān)重要的作用。因?yàn)榻M蛋白上的化學(xué)修飾易受環(huán)境暴露的影響，這項(xiàng)工作為探討各種跨代影響健康的疾病可能的預(yù)防與治療開辟了新途徑。”

盡管已有大量證據(jù)表明，在沒有遺傳突變的情況下父親可以將疾病和不良表型傳遞給他們的孩子，這是第一項(xiàng)研究闡明發(fā)生這種情況的一種可行的機(jī)制。這給予了研究人員信心，將男性生殖細(xì)胞中的組蛋白保留作為一種遺傳機(jī)制來對其進(jìn)行追蹤……它也將提醒父親要盡力保護(hù)他們的生殖細(xì)胞。