母亲的基因更重要 8 18
 莉亚赫特伯格/不飞溅

如果我们可以继承比父母更多的基因呢? 如果我们能继承开启和关闭基因的能力呢?

这些可能性在我们 最近的一项研究,发表在《自然通讯》上。 我们发现,除了我们的基因外,其他信息也从妈妈传给了后代,以影响他们的骨骼发育。 这就是通常在几代人之间重置的“表观遗传”信息。

我们的研究是在老鼠身上进行的,这是哺乳动物中第一个此类案例,其中来自母亲卵子的长期表观遗传效应被传递给下一代。 这会对那一代人的健康产生终生影响。

然而,我们不能确定等效的表观遗传变化也会在人类中遗传,包括对我们骨骼发育方式的影响以及对疾病的潜在影响。

等等,表观遗传学又是什么?

我们的基因(DNA 包)告诉我们的身体制造某些蛋白质。 但是我们的细胞也需要指令来知道是否应该使用(打开)或不使用(关闭)基因。


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这些指令以位于 DNA 顶部的化学或“表观遗传”标签(小分子)的形式出现。 你会在你的一生中积累这些标签。

想想标点符号如何帮助读者理解句子。 表观遗传标签使细胞能够理解 DNA 序列。

如果没有这些表观遗传标签,细胞可能会在错误的时间或根本不制造蛋白质。

时间对于胚胎如何发育至关重要。 如果某些基因过早或过晚表达(启动以产生蛋白质),胚胎将无法正常发育。

什么是表观遗传学?

 

我们发现了什么?

我们有兴趣了解一种名为 SMCHD1 的小鼠卵子 (ova) 中蛋白质的功能。

通过从小鼠卵子中去除 SMCHD1,我们发现从缺乏 SMCHD1 的卵子发育而来的小鼠骨骼发生了改变,脊柱中的一些椎骨被破坏。

这只能通过由于卵子中 SMCHD1 的丢失而导致的表观遗传变化来解释。

特别是,我们研究了一组被称为 霍克斯 基因。 这些编码了一系列已知控制哺乳动物骨骼发育的蛋白质。

霍克斯 基因存在于所有动物中,从苍蝇到人类,对我们的脊柱至关重要。 进化已经微调了 霍克斯 胚胎发育过程中的基因,以确保骨骼正确组装。

我们的研究表明,母亲的 SMCHD1 在她的卵子中建立的表观遗传标签可以影响这些 霍克斯 基因在她的后代中表达。

这一发现令人大吃一惊,因为卵子中几乎所有的表观遗传标签都在受孕后不久被删除。 这有点像恢复出厂设置。

这意味着将来自母亲卵子的表观遗传信息传递给她的后代以塑造它们的生长方式是不寻常的。

这对我们意味着什么?

我们的研究结果表明,即使您没有从母亲那里继承的基因仍然会影响您的发育。

这可能对 SMCHD1 基因变异的女性的孩子有影响。 SMCHD1 的变异会导致人类疾病,例如 肌营养不良症.

将来,SMCHD1 可能成为新药的靶点,以改变蛋白质的功能并帮助患有由 SMCHD1 变异引起的疾病的患者。 因此,重要的是要了解鸡蛋中 SMCHD1 的破坏可能对后代产生什么后果。

其他疾病呢?

科学家们现在开始明白,添加到我们基因中的表观遗传标签对环境的变化很敏感。 这可能意味着环境变化,例如我们的饮食或体育活动水平,会影响我们基因的表达方式。 然而,这些变化不会改变 DNA 本身。

由于代际之间的“工厂重置”,表观遗传状态在卵子发育和胚胎发育的早期阶段经历的变化最多。 这意味着胚胎在这个发育窗口期间更容易受到表观遗传变化的影响,包括环境变化。

随着我们发现越来越多的表观遗传信息是从母亲那里继承而来的,在某些情况下,母亲所经历的饮食或其他环境变化可能会影响下一代。

鉴于科学家现在可以研究单个鸡蛋中发生的情况,我们可以很好地确定这可能发生的情况,并弄清楚我们究竟可以继承什么。谈话

关于作者

玛妮布莱维特, 分子医学实验室主任, 沃尔特和伊丽莎霍尔研究所娜塔莉亚·贝内蒂,博士生,表观遗传学和发展部, 沃尔特和伊丽莎霍尔研究所

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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