Cell子刊：DNA甲基化的不完全重置
日期：2012-12-10 09:48:35
Babraham研究所的科學家們揭示了生殖細胞（卵子和精子）發(fā)育時DNA重置的機制。眾所周知，表觀遺傳學修飾是指不改變DNA序列的DNA修飾，DNA上添加這樣的小基團會改變基因的活性。在人們的一生中（包括在子宮內的發(fā)育），表觀遺傳學修飾都在不斷積累和變化，環(huán)境也能夠對表觀遺傳學修飾發(fā)生影響。
在生殖細胞的成熟過程中，絕大多數DNA修飾會被抹去，這種重置機制會刪除相應的“環(huán)境記憶”，不過也會有一部分DNA修飾保留下來。了解這一重編程機制，不僅能夠加深人們對發(fā)育的理解，還有助于人們解析表觀遺傳學修飾在世代間傳遞的機制。
生物體內的每個細胞都具有相同的DNA序列（基因組），是DNA序列的差異性表達（基因開啟和關閉的差異）形成了不同的細胞類型。甲基化往往出現在不活躍的基因上，而這項研究首次對原始生殖細胞上的甲基化情況進行了全基因組研究。
研究人員利用Illumina測序平臺生成了高分辨率的甲基化圖譜，標注了原始生殖細胞中DNA去甲基化的時機和位點。一直以來，人們對哺乳動物體內的去甲基化過程知之甚少，而這項研究顯示大多數去甲基化事件比人們的預想要發(fā)生得更早。此外，更令人興奮的是研究人員發(fā)現了能避開去甲基化的DNA區(qū)域，而這很可能就是將環(huán)境影響傳遞給子代的機制。有趣的是，上述區(qū)域之一還與2型糖尿病有關。
文章的資深作者Wolf Reik教授補充道，近年來有不少研究證實在哺乳動物中環(huán)境信息可以傳遞到下一代。例如，高脂飲食的小鼠其后代的代謝也受到了影響。但迄今為止，人們還不知道環(huán)境信息的遺傳是如何發(fā)生的，而這項新研究從機制上支持了上述現象。此外研究顯示，形成精子的細胞與形成卵子的細胞相比，DNA去甲基化完全發(fā)生得更為頻繁，意味著在表觀遺傳學修飾的傳代方面父親的作用可能更大。這項研究不僅能幫助人們進一步理解遺傳和發(fā)育的機制，還為治療肥胖和糖尿病等疾病帶來了新啟示。
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