我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA甲基化可遺傳

更新時間：2013-08-13

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我國科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn)：表觀遺傳信息中重要的一類——DNA上的甲基化是可以遺傳的，而且精子所攜帶的表觀遺傳信息被傳遞到子代，并調(diào)控著早期胚胎發(fā)育基因表達的“開關(guān)”。這是世界上在實驗中證明某些表觀遺傳信息也可以被完整地遺傳，并顛覆了早期胚胎發(fā)育主要由卵子決定的傳統(tǒng)觀點。這一被稱為將“修改教科書的成果”，以封面文章的形式發(fā)表在一期學(xué)術(shù)期刊《細胞》（Cell）雜志上。

中國科學(xué)院北京基因組研究所劉江研究員帶領(lǐng)的科研團隊發(fā)現(xiàn)了這一重要規(guī)律。劉江介紹，在兩性生殖的物種中，子代從父本和母本那里分別繼承了一半的細胞核DNA，子代的每個細胞都具有相同的DNA序列。但科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，還有一些信息在生物體從受精卵發(fā)育到一個完整生命體的過程中起重要的作用，這些信息就是“表觀遺傳信息”，它們不改變DNA序列，卻能調(diào)控基因組活動。正是表觀遺傳信息使得動物在一套DNA序列的基礎(chǔ)上，從一個受精卵分化成200多種細胞；而這些不同的細胞，zui終形成各類不同的組織器官，例如大腦、心臟、肝、肺等等。

DNA上的甲基化是表觀遺傳信息中zui重要的一類。劉江和他的科研團隊以斑馬魚為模式生物，繪制了其多個發(fā)育階段的全基因組DNA甲基化圖譜。“斑馬魚是*的研究脊椎動物發(fā)育的模式生物，它與人類的基因相似度高達85%。而且斑馬魚的卵子在體外受精和發(fā)育，胚體透明，能提供充足的實驗材料。”

他們發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚受精卵的發(fā)育過程中，精子的甲基化譜圖一直存在；而從受精卵細胞的第五次細胞分裂開始，卵子的甲基化圖譜便開始消失，劉江說：“卵子的甲基化圖譜作為一個整體被拋棄，并重新編程，當(dāng)胚胎發(fā)育到囊胚期時，母源DNA都變成了精子的甲基化圖譜。”這說明斑馬魚除了DNA可以遺傳外，精子的DNA甲基化圖譜也可以被遺傳到子代，并指導(dǎo)胚胎早期發(fā)育。

“表觀遺傳信息除了能使個體發(fā)育、成長外，還與很多種疾病，例如腫瘤的產(chǎn)生密不可分。”劉江表示，研究小組正在進行兩棲動物和哺乳動物的相關(guān)研究。這一結(jié)果不僅*表觀信息遺傳理論的空白，為干細胞及其轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，而且還為體外組織器官的誘導(dǎo)產(chǎn)生、克隆、體外受精生殖技術(shù)等，以及一些疾病的治療提供了新的思路。

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