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H2A.Lap1是调控精子基因表达的表观遗传学开关

2011/12/08 来源:中国生物技术信息网
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导读
近日来自澳洲国立大学的研究人员发现了在精子形成过程中调控基因表达的关键表观遗传学开关,相关研究成果在线发表在12月04日的《自然结构和分子生物学》杂志上。

近日来自澳洲国立大学的研究人员发现了在精子形成过程中调控基因表达的关键表观遗传学开关,相关研究成果在线发表在12月04日的《自然结构和分子生物学》(Nature  Structural  and  Molecular  Biology)杂志上。

男性不育症是一种男性常见疾病,其发病率在10%左右。精子缺失、质量问题是目前临床上确诊男性不育症最常见的原因。尽管科学家们付诸了极大的努力试图更深入地探索及揭示这一疾病的病因病机,然而在大多数情况下这仍是一个未解之谜。近年来一些研究团队发现在生殖细胞形成过程中表观遗传对基因表达起重要的调控作用,表明某些不育症有可能与表观遗传学密切相关。

在这篇文章中,研究人员揭示了在精子形成过程中调控基因表达的关键表观遗传学开关H2A.Lap1。并证实这一发生在精子发育期间的表观遗传学修饰,可通过直接改变相应基因起始位点的三维结构,从而激活基因表达。这一研究发现或帮助科学家们找到男性不育的新解释,促使开发出治疗男性不育症的新策略。

今年来自国内外的科研人员在男性不育症的病因研究中取得一系列的突破性进展,对我们深入了解人类生命诞生的第一步,促使开发出不育夫妇的筛查和治疗新方法提供了重要的研究数据。

来自安徽医科大学、美国加州大学等研究机构的科学家们在对500对中国新婚夫妇进行测试后发现DEFB126基因变异将导致无法制造出正常的蛋白,从而降低精子游过人类宫颈粘液的能力,导致男性生育力下降。这一研究发现不仅可帮助解释许多之前无法了解病因的不育症病例,或还能帮助开发出一种新的测试方法,从而引导不育夫妇直接接受卵浆内单精子注射(ICSI)。这一研究成果发表在《科学转化医学》(Science  translational  medicine)杂志上。

来自澳大利亚莫纳什大学的研究人员发现在细胞能量工厂线粒体中的一组基因在男性不育症中起着关键性的作用。他们的研究结果证实一组特异的线粒体基因可对男性体内大约10%的基因产生显著的影响效应。更为重要的是在男性体内这些受累的基因几乎完全只在男性的生殖器官表达,并与男性生育有着密切的关系。研究结果表明作为母系遗传的副产物,线粒体这种不经意的进化虽然对女性有利,然而却对男性产生了不利效应。这一研究发现推动科学家们更深入地了解男性不育症的病因病机。相关论文在线发表在《科学》(Science)杂志上。

 

A unique H2A histone variant occupies the transcriptional start site of active genes

Tatiana A Soboleva, Maxim Nekrasov, Anuj Pahwa, Rohan Williams, Gavin A Huttley & David J Tremethick 

Transcriptional activation is controlled by chromatin, which needs to be unfolded and remodeled to ensure access to the transcription start site (TSS). However, the mechanisms that yield such an 'open' chromatin structure, and how these processes are coordinately regulated during differentiation, are poorly understood. We identify the mouse (Mus musculus) H2A histone variant H2A.Lap1 as a previously undescribed component of the TSS of active genes expressed during specific stages of spermatogenesis. This unique chromatin landscape also includes a second histone variant, H2A.Z. In the later stages of round spermatid development, H2A.Lap1 dynamically loads onto the inactive X chromosome, enabling the transcriptional activation of previously repressed genes. Mechanistically, we show that H2A.Lap1 imparts unique unfolding properties to chromatin. We therefore propose that H2A.Lap1 coordinately regulates gene expression by directly opening the chromatin structure of the TSS at genes regulated during spermatogenesis.

文献链接:http://www.nature.com/nsmb/journal/vaop/ncurrent/full/nsmb.2161.html

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