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继承获得的性状需要对未受精卵进行开拓性修饰

RIKEN综合医学科学中心的一项表观遗传学研究表明,在小鼠卵细胞中,赖氨酸119处对组蛋白H2A的修饰为母亲遗传的DNA功能修饰奠定了基础。

在书籍和电影中,一群执行特殊任务的人总是在发动侦察之前派出侦察员进行侦察。有时,侦察兵会留下标志或标记,让小组成员知道应该去哪里。RIKEN综合医学科学中心的井上梓(Azusa Inoue)领导的研究人员发现了未受精卵细胞中留下的标记,该标记确定了受精卵将遗传哪些DNA修饰。具体而言,他们发现,如果不对赖氨酸119处的组蛋白H2A进行初始修饰(技术上称为H2AK119ub1),则以后不会发生可遗传修饰。当发育时,这种缺陷的后果是胚胎植入后胎盘增大。这项研究于4月5日发表在《自然遗传学》上。

多年以来,我们在学校里被教导说获得的特质是不会被继承的。从某种意义上说,这是正确的。大量伸展脖子以获取食物不会导致儿童脖子更长。但是,您的DNA功能可以在您的一生中被修改。例如,染色体中的DNA结构被称为组蛋白的蛋白质所支持。修改组蛋白后,它们可以改变基因在体内的表达方式。这是表观遗传学,并且Inoue及其同事的先前研究表明,可以继承哺乳动物卵细胞中赖氨酸27处获得的组蛋白H3的三甲基化(幸运地缩写为H3K27me3)。在这项新研究中,该团队使用了一种称为低输入CUT&RUN的技术来开始回答这种情况的发生方式。

首先,研究人员检查了两种不同的组蛋白修饰的时间。他们发现,每个展示H3K27me3的基因在小鼠卵细胞中也都显示H2AK119ub1。研究人员怀疑其重要性,敲除了构成卵细胞中H2AK119ub1的两种蛋白质。低投入的CUT&RUN结果表明,敲除卵细胞中的H3K27me3比正常情况下将H3K27me3带入下一代的基因子集的对照少得多。因此,H2AK119ub1就像侦查员留下的一种标记物一样,标识随后的H3K27me3应该跟随的位置。井上说:“我们发现H2AK119ub1对于H3K27me3的母体遗传是必要的,这使得H2AK119ub1-H3K27me3途径成为哺乳动物跨代表观遗传遗传的主要参与者。” Inoue说。

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