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Cell:科学家发现“记忆”遗传的关键开关

2016/03/30 来源:生物探索
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导读
3月24日,来自于色列特拉维夫大学生命科学学院的研究团队在《Cell》期刊发表了一篇最新论文,通过以线虫为研究模式动物,揭示基因表达变化得以遗传的关键机制,并证实这种改变会在世代间稳定延续。


表观遗传学是与遗传学相对应的概念,它是指基于非基因序列改变而产生的基因表达水平的变化,包括DNA甲基化、染色质构象变化、基因组印记等等。

过去,以在创伤性事故中幸存的人为对象的研究中发现压力、创伤会引发基因表达模式变化,且这种变化会遗传给后代,对其产生类似的影响。但是,这种表观“记忆”如何遗传的呢?

3月24日,来自于色列特拉维夫大学生命科学学院的研究团队在《Cell》期刊发表了一篇最新论文,通过以线虫为研究模式动物,揭示基因表达变化得以遗传的关键机制,并证实这种改变会在世代间稳定延续。

小分子RNA,决定表观遗传能否代代稳定延续的“开关

基因表达变化的遗传模式一直被认为处于一种被动的衰减、消退状态。但是最新的研究成果却证实,线虫的基因表达变化会在世代间稳定遗传。

Oded Rechavi教授带领的团队一直致力于压力、创伤以及其他外界影响因素如何稳定遗传给后代的研究,团队曾证实,调控基因表达的小分子RNA是参与基因表达水平变化遗传的关键因子。

Rechavi解释,之前的研究已经表明,承受饥饿和病毒感染的线虫,会将带有环境引发的基因表达变化标签的小分子RNA遗传给下一代,使得下一代线虫经历同样的病痛。而且,这种遗传会被放大,所以这种表观遗传变化不会随着世代的延续而慢慢消退。他们发现,RdRPs酶是小RNA合成的关键酶类,从而确保遗传的稳定性。


通过给这些特殊的小分子RNA结合上绿色荧光蛋白、报告基因,研究人员发现,这些遗传机制可以被人为打开或者关闭,即小分子RNA之间的互作会反过来调控遗传的开关。而关键基因MOTEK(Modified Transgenerational Epigenetic Kinetics)是小RNA合成和遗传的必需基因。

小分子RNA的反馈调节决定了表观遗传记忆是否会继续传递给下一代,以及这种传递能够延续多久。

一个全新的遗传理论?

虽然,上述结论都建立在以线虫为模式动物的研究成果之上,但是研究人员认为,这有助于加深表观遗传学的认知,是建立一个使用与包括人类在内的所有生物的表观遗传理论的关键。

下一步,研究团队将研究MOTEK基因如何影响表观遗传效应的持续时间。同时,并探寻人类是否也存在类似的调控机制。

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