長期以來,人們一直認為父母的DNA是後代健康和疾病的主要決定因素。
其實,DNA遺傳隻是遺傳事件的一部分。
父親的生活方式《如飲食、超重和壓力水平》會通過表觀基因組的改變與後代健康相關聯。
表觀基因組是與DNA蛋白質結合相關的可遺傳生化標記。
但是,這些信息如何在受精時傳遞?精子中參與這一過程的確切機制如何?科學家們目前還不清楚。
加拿大麥吉爾大學的研究人員最近在『發育細胞』雜志上發文稱,他們發現了環境信息是如何通過精子中的非DNA分子傳遞的。
這一發現促進了研究者對父親生活經歷遺傳的科學理解,也為研究疾病傳播和預防開辟了潛在新途徑。
該論文的通訊作者Sarah Kimmins博士說:『這項研究的重大突破在於它確定了一種不基於DNA的遺傳方式,通過這種方式,精子可以記錄父親的經歷《飲食》,並將相關信息傳遞給胚胎』
Sarah Kimmins博士是加拿大表觀遺傳學、生殖和發育研究會主席,這篇論文建立在其團隊15年來的研究基礎之上。
『這是一項卓越的研究,因為它代表著人們對遺傳性和疾病的認識的重大轉變——從單純的DNA遺傳到現在的精子蛋白質參與。
這項研究開創了一種可能性,即精子中的蛋白質可能是理解和預防某些疾病的關鍵』
論文第一作者Ariane Lismer補充道:『我們一開始看到結果時十分興奮,因為之前無人能成功追蹤這些可遺傳的環境特征是如何從精子傳遞到胚胎的。
可用於表觀基因組分析的細胞太少了,僅這一點就讓胚胎分子水平上的工作極具挑戰性』
為了確定影響發育的信息如何傳遞給胚胎,研究人員首先給雄性小鼠喂食缺乏葉酸的飲食,然後追蹤其DNA相關蛋白質中特定分子群受到的影響,從而實現了對表觀基因組的操縱。
他們發現,飲食誘導的與組蛋白相關的特定分子《甲基團》變化《這是將DNA包裝到細胞中的關鍵》不但導致了胚胎基因表達的變化,還造成了脊柱和顱骨的出生缺陷。
值得注意的是,精子中組蛋白上甲基的變化在受精時被傳遞,並最終保留在發育的胚胎中。
『下一步,我們將確定精子蛋白《組蛋白》中出現的這些有害變化是否可以修復。
令人興奮的是,我們開展的一項新工作已經表明,事實的確如此』Kimmins補充道。
『通過拓展我們對DNA以外遺傳的理解,這項研究帶來了新希望——現在,我們有了潛在的疾病預防途徑,這將讓兒童、成年人變得更加健康』
原創編譯:木木 審稿:西莫 責編:陳之涵
期刊來源:『發育細胞』
期刊編號:1534-5807
原文連接:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210316132129.htm
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