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《Cell》报道我国学者在哺乳动物表观信息遗传研究上的突破性进展

花匠小妙招
2025-05-08 04:11

日期 2014-05-13　来源：

生命科学部

　作者：

谷瑞升

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　　动物受精后，将由一个受精卵发育成完整的个体，而指导这一过程的信息被称为表观遗传信息，而DNA甲基化是表观遗传中最重要的调控方式之一。中科院北京基因组所刘江团队2013年在斑马鱼中揭示出子代主要继承了父代精子的甲基化图谱（Cell，2013），但对于哺乳动物子代如何继承父代的表观遗传信息，人们的认知还十分有限。近期刘江团队与南京大学黄行许团队开展了合作研究，在哺乳动物中发现了一些新机制和重要规律，相关论文2014年5月8日再次发表在国际著名学术期刊《Cell》上。

　　在鱼类中，精子的DNA甲基化图谱和卵子的甲基化图谱存在巨大的差别，子代中父亲来的DNA甲基化图谱保持稳定，而母亲来的DNA甲基化图谱却转变成父亲的，最终都变成与父亲的一样。哺乳动物受精后，子代也需要使父亲来的DNA和母亲来的DNA具有一样的DNA甲基化图谱，但使用了完全不同的机制。过去研究发现，父亲和母亲来的DNA都经历的全基因组水平的去甲基化过程，但认为父亲来的DNA上的甲基化是通过生物酶的催化反应而去的甲基化，而母亲来源的DNA上的甲基化是通过DNA复制而被动的稀释导致DNA的去甲基化；除此之外，过去的研究认为只有父源的DNA甲基化可以被氧化，而母源的DNA甲基化不会被氧化。刘江及黄行许团队的研究发现，无论是父亲还是母亲来源的DNA都应该是通过生物酶的催化反应而去甲基化，并且父源和母源的DNA都可以被氧化。进一步通过哺乳动物和鱼类的进化学比较，推测出哺乳动物全基因组特异的去甲基化过程导致了印记基因的产生，从而使胎盘类生殖方式的哺乳动物（例如我们人类）得以进化出来。换言之，表观遗传重新编程方式的进化，可能是产生胎盘生殖方式的哺乳动物的重要一环。这项研究纠正了长久以来对哺乳动物受精后早期胚胎DNA甲基化图谱形成的不正确或不全面的认识，深化了对受精卵DNA重编程机制的认识。

　　该项工作得到了国家自然基金重大研究计划“细胞重编程和重编程的表观遗传机制”（91219104，91231112）等项目的资助。