表觀遺傳學是與遺傳學相對應的概念,它是指基于非基因序列改變而產生的基因表達水平的變化,包括DNA甲基化、染色質構象變化、基因組印記等等。
過去,以在創傷性事故中幸存的人為對象的研究中發現壓力、創傷會引發基因表達模式變化,且這種變化會遺傳給后代,對其產生類似的影響。但是,這種表觀“記憶”如何遺傳的呢?
3月24日,來自于色列特拉維夫大學生命科學學院的研究團隊在《Cell》期刊發表了一篇最新論文,通過以線蟲為研究模式動物,揭示基因表達變化得以遺傳的關鍵機制,并證實這種改變會在世代間穩定延續。
小分子RNA,決定表觀遺傳能否代代穩定延續的“開關”
基因表達變化的遺傳模式一直被認為處于一種被動的衰減、消退狀態。但是最新的研究成果卻證實,線蟲的基因表達變化會在世代間穩定遺傳。
Oded Rechavi教授帶領的團隊一直致力于壓力、創傷以及其他外界影響因素如何穩定遺傳給后代的研究,團隊曾證實,調控基因表達的小分子RNA是參與基因表達水平變化遺傳的關鍵因子。
Rechavi解釋,之前的研究已經表明,承受饑餓和病毒感染的線蟲,會將帶有環境引發的基因表達變化標簽的小分子RNA遺傳給下一代,使得下一代線蟲經歷同樣的病痛。而且,這種遺傳會被放大,所以這種表觀遺傳變化不會隨著世代的延續而慢慢消退。他們發現,RdRPs酶是小RNA合成的關鍵酶類,從而確保遺傳的穩定性。
通過給這些特殊的小分子RNA結合上綠色熒光蛋白、報告基因,研究人員發現,這些遺傳機制可以被人為打開或者關閉,即小分子RNA之間的互作會反過來調控遺傳的開關。而關鍵基因MOTEK(Modified Transgenerational Epigenetic Kinetics)是小RNA合成和遺傳的必需基因。
小分子RNA的反饋調節決定了表觀遺傳記憶是否會繼續傳遞給下一代,以及這種傳遞能夠延續多久。
一個全新的遺傳理論?
雖然,上述結論都建立在以線蟲為模式動物的研究成果之上,但是研究人員認為,這有助于加深表觀遺傳學的認知,是建立一個使用與包括人類在內的所有生物的表觀遺傳理論的關鍵。
下一步,研究團隊將研究MOTEK基因如何影響表觀遺傳效應的持續時間。同時,并探尋人類是否也存在類似的調控機制。
(審核編輯: 滄海一土)
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