表觀(guān)遺傳變化會(huì )不會(huì )影響下一代？通過(guò)什么樣的機制起作用？一直是一個(gè)謎，也是科學(xué)研究的討論熱點(diǎn)。
我國學(xué)者在2013年的cell上揭示精子，而非卵子的DNA甲基化圖譜可遺傳給子代。而2014年中國科學(xué)院和北京大學(xué)在CellStemCell發(fā)表了受精卵DNA去甲基化的重要機制。受精后，精子和卵細胞都會(huì )經(jīng)歷一系列DNA甲基化組的重編程，從而建立起早期胚胎的發(fā)育全能性。
那么母親經(jīng)歷的表觀(guān)遺傳變化就不會(huì )影響下一代了嗎？研究人員發(fā)現，卵子中含有的表觀(guān)遺傳信息，會(huì )影響妊娠期間胎盤(pán)發(fā)育。這是以前不受重視的。這一在小鼠進(jìn)行的研究表明，母親的健康，甚至在懷孕前的狀況，可能會(huì )影響她的胎兒的健康，并展示了對母親的年齡如何影響胎盤(pán)發(fā)育的問(wèn)題給出解釋的可能。
表觀(guān)遺傳信息不被編碼在基因序列中，但對確定哪些基因表達或不表達是有決定性的。其中的一個(gè)途徑就是通過(guò)基因甲基化。DNA甲基化標記在每個(gè)卵子在卵巢里發(fā)育的過(guò)程中即生成，受精后，其中一些標記是傳給胎兒和胎盤(pán)。
在探討胎兒發(fā)育的母體信息時(shí)，迄今為止的重點(diǎn)一直是一個(gè)小部分被稱(chēng)為“印記基因”的基因。然而，有近一千個(gè)基因組區域的甲基化通過(guò)卵細胞被傳遞到早期胚胎。研究者們探討了這一類(lèi)型的甲基化在胎盤(pán)發(fā)育中的重要性，這是在妊娠期一個(gè)重要的器官，他們的研究結果發(fā)表最新一期的DevelopmentalCell上。
“我們驚訝地發(fā)現，卵子中DNA甲基化在胎盤(pán)發(fā)育中比受精后起更大的作用，在胚胎期都是很重要的。”來(lái)自倫敦QueenMary大學(xué)工作組組長(cháng)MiguelBranco解釋?zhuān)?ldquo;進(jìn)化，似乎已經(jīng)授予母親通過(guò)對懷孕期間胎盤(pán)發(fā)育指導的能力，來(lái)控制他們的后代在懷孕期間的增長(cháng)。
通過(guò)構建Dnmt3a/3b突變體，阻斷小鼠卵子的甲基化，研究者發(fā)現在卵子發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生的甲基化是正確的胎盤(pán)發(fā)育的關(guān)鍵。而關(guān)鍵的胎盤(pán)調節因子Ascl2印跡，只有部分負責這些影響。特別是，該研究確定了幾個(gè)涉及細胞的粘附和遷移的基因，由卵細胞甲基化所調節。具體來(lái)說(shuō)，胎盤(pán)特異性DNA甲基化和Scml2的沉默相關(guān)。Scml2是一個(gè)Polycomb抑制復合物蛋白，在甲基化缺陷的胎盤(pán)中會(huì )讓其丟失細胞粘附的功能（如圖）。這兩個(gè)基因對于胎盤(pán)發(fā)育，建立與母體組織的連接，以及支持胚胎發(fā)育都很重要。
“這對我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)令人激動(dòng)的結果，”Babraham研究所的組長(cháng)MyriamHemberger說(shuō)，“基因印記現象解釋了一些原因，但我們的研究結果表明，甲基化在早期發(fā)育的重要性超出了基因印記。具體來(lái)說(shuō)，母系遺傳的DNA甲基化標記是對于胎盤(pán)的特殊的細胞粘附和侵襲性等屬性是重要的，也確定了胎盤(pán)中所需要的細胞類(lèi)型的正確的平衡。”
這項研究揭示了孕產(chǎn)婦在懷孕前的健康狀況對胚胎潛在影響。
“我們知道，營(yíng)養，環(huán)境和老化的影響在我們細胞中DNA甲基化的模式，包括卵細胞，”Babraham學(xué)院的表觀(guān)遺傳學(xué)計劃負責人WolfReik介紹，“本研究提示的問(wèn)題之一是與年齡有關(guān)的DNA甲基化變化可能和卵子質(zhì)量的變化相關(guān)，隨后影響到胚胎或胎盤(pán)發(fā)育。”
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