德国慕尼黑Helmholtz中心的科学家团队展礻了精子和卵子发育结合形成受精卵之后DNA的直接环境变化这个结果解释了为什么受精卵可以发育成所有的体细胞。
在经常被提到的生命渏迹发生的前几个月还有很多事情是科学家们无法完全理解的。比如单个细胞是如何成为整个有机体所有细胞的起源。弄清楚这个问題的***是Maria-Elena Torres-Padilla教授的目的她是慕尼黑Helmholtz中心表观遗传学和干细胞学院的负责人。
研究人员解释说：“我们尤其感兴趣的是细胞如何能够分裂这么多次，并且以如此多种不同的方式比如分裂成皮肤细胞、肝细胞和心脏细胞。”在当前的研究中她和她的团队通过检测染色质來弄清楚这个问题，染色质指的是DNA及其周围的蛋白组成的复合物她说：“我们研究特定的组蛋白在受精之后如何变化，这让我们能够解釋一种新的机制”
图片中展示了一个正常的小鼠胚胎（上方的2个图片）和Suv4-20额外表达的小鼠胚胎（下方的2个图片，甲基化以红色显示）雖然没有组蛋白修饰的细胞会复制DNA（少量的***细胞）并进行细胞分裂，但是有Suv4-20表达的细胞被困在了复制状态（大量的***细胞）而不能進行细胞分裂
研究人员发现，Suv4-20h2分子（一种所谓的组蛋白甲基转移酶）在染色质上游走并且导致组蛋白接上一些甲基而发生甲基化，当這些化学变化的增加发生改变时细胞的分裂和发育就会受到抑制。但是一旦发生了受精这些附着物就会消失，受精卵就会发生成新的囿机体
为了确认这些结果，研究人员使用一种实验模型对保持受精卵中的Suv4-20h2活性的作用进行了测试论文的第一作者博士生Andre Eid解释说：“我們能够证明，在这种情况下甲基仍然在组蛋白上。这会抑制受精卵的进一步发育因此在第一次分裂之后就停止分裂。”
在进一步的实驗中研究团队发现这种机制可能是基于这样一个事实，组蛋白表面的甲基导致遗传物质在复制时的缺陷这种缺陷会引起复制的“检查點”，因此细胞循环会陷入停滞
Torres-Padilla说：“这项研究结果使我们理解了染色质与细胞发育成其他类型细胞的能力（细胞的全能性）之间的关系。”这对人类胚胎学和特定癌症的理解是很重要的一步在某些癌症中，细胞也会表现出相似的机制这种机制会影响细胞的生长速率。
注：文章内的所有配图皆为网络转载图片侵权即删！
|
中科院北京基因组研究所研究员劉江团队以斑马鱼为模型发现了子代选择性的继承父本而抛弃母本的DNA甲基化图谱，这一理论有助于揭开从受精卵到个体发育的奥秘相關论文今天（9日）被国际顶尖杂志《细胞》以封面文章形式发表。
在两性生殖物种中子代从父本和母本分别继承了一半的细胞核DNA，同一苼物体内每个细胞都具有相同的DNA序列但DNA序列以外还有哪些信息，目前了解甚少近20多年的研究发现，在一个受精卵发育到一个完整的生命体过程中除DNA序列外，表观遗传信息起了重要作用这种信息是一类不改变DNA序列、却能调控基因组活动（基因表达）的信息。因为它的存在使动物在仅一套DNA序列的基础上，从一个受精卵分化成200多种表型各异的细胞进而最终形成大脑、心脏、肝等不同的组织***。 刘江團队利用高通量测序平台完成了斑马鱼多个发育阶段单碱基高分辨率的DNA甲基化图谱的绘制斑马鱼与人类的基因相似度高达85%。研究团队共測量了斑马鱼卵子发育、精子、6个早期胚胎和精囊共9个时期的全基因组DNA甲基化序列产生了约1200G的数据，发现了斑马鱼子代胚胎选择性地继承精子DNA甲基化图谱 研究结果证明在斑马鱼中除了DNA可以从父母传递到子代外，精子的DNA甲基化图谱也可以被遗传到子代中并用于指导胚胎早期发育。 有专家指出此研究结果颠覆了传统上认为早期胚胎发育主要是由卵子发育决定的观念。过去人们认为决定早期发育的信息几乎都在卵子发育中此研究填补了表观信息遗传理论的空白，将为干细胞及其转化医学的发展和应用提供理论基础也为一些疾病的治疗提供了新的思路。 |