几代内的表观学：研究人员证明我们继承了不仅仅是基因

我们不仅仅是基因的总和。受环境因素(如饮食、疾病或生活方式)调节的表观遗传机制通过开启和关闭基因，在调控DNA方面起着重要作用。长期以来，人们一直在争论，整个生命过程中积累的表观遗传修饰是否可以跨越世代边界，并遗传给子孙甚至孙辈。现在，来自弗莱堡的马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的研究人员提供了有力的证据表明，不仅遗传的DNA本身，而且遗传的表观遗传指令也在调节后代的基因表达方面起着作用。此外，尼古拉·约维诺实验室的新见解首次描述了这种遗传信息的生物学后果。研究证明，母亲的表观遗传记忆对新一代的发展和生存至关重要。

人类有250种不同的细胞类型。它们都含有完全相同的顺序含有完全相同的DNA碱基;然而，肝脏或神经细胞看起来非常不同并且具有不同的技能。有什么使得差异是一个名为表观遗传学的过程。表观遗传修饰标记DNA的特异性区域以吸引或留住激活基因的蛋白质。因此，这些修改以每种细胞类型的活性和无活性DNA序列的典型模式创建，逐步创建。此外，与DNA中的“字母”的固定序列相反，表观遗传痕迹也可以在整个生命中改变和对环境或生活方式的反应。例如，吸烟改变了肺细胞的表观遗传构成，最终导致癌症。其他对压力，疾病或饮食相同的外部刺激的影响也被储存在表观遗传记忆细胞。

长期以来，人们一直认为这些表观遗传修饰不会跨越世代的界限。科学家们认为，一生中积累的表观遗传记忆在精子和卵细胞发育过程中会被完全清除。就在最近，一些研究表明，表观遗传标记确实可以在几代人之间传递，但这些基因修饰究竟如何传递，以及对后代有什么影响，这些研究震惊了科学界。“我们发现了代际遗传的迹象表观遗传信息自九十年代早期表观生物学的崛起。例如，流行病学研究揭示了祖父的食物供应与孙子孙女的糖尿病和心血管疾病的风险增加之间存在惊人的相关性。从那以后，建议各种报告表观遗传继承在不同的生物体中，但分子机制未知，“新研究中的通讯作者尼古拉Iocino说。

两代人之间的表观遗传学

他和他的团队在德国弗里堡的Max Planck Immunicoology和Epigenetics研究所，德国使用果蝇探讨了表观遗传修饰如何从母亲到胚胎。该团队专注于称为H3K27ME3的特定修改，也可以在人类中找到。它改变了所谓的染色质，细胞核中的DNA包装，主要与抑制基因表达相关。

马克斯·普朗克大学的研究人员发现，母亲卵细胞中标记染色质DNA的H3K27me3修饰在受精后仍然存在于胚胎中，即使其他表观遗传标记被擦掉了。“这表明母亲将她的表观遗传标记传递给了她的后代。但我们也感兴趣的是，这些标记是否在胚胎中起着重要作用，”该研究的第一作者fideszk解释道。

遗传的表观遗传标记对于胚胎发生很重要

因此，研究人员使用各种遗传工具在果蝇中去除酶，以去除H3K27ME3标记的酶，并发现早期发育期间缺乏H3K27ME3的胚胎不能发展到胚胎发生的末端。“事实证明，在繁殖中，表观遗传信息不仅从一代到另一代遗传而且对胚胎本身的发展也很重要，”尼古拉Iocino说。

当他们仔细研究胚胎时，该团队发现，在早期胚胎发生期间通常关闭的几个重要发育基因被打开胚胎没有H3K27ME3。“我们假设在发育过程中激活那些基因破坏了胚胎发生，最终导致胚胎的死亡。似乎，需要继承的表观遗传信息来处理并正确地转录胚胎的遗传密码，”Zenk解释说。

对遗传理论和人类健康的影响

通过这些结果，Max Planck研究人员的研究是前进的重要一步，显然显示了遗传的表观遗传信息的生物后果。不仅通过提供证据表观遗传修饰在苍蝇中可以通过世代传播，但此外通过揭示从母亲传播的表观遗传标记是一种微调机制，用于控制早期胚胎发生过程中的复杂过程中的基因活化。

弗赖堡的国际团队相信他们的调查结果具有深远的影响。“我们的研究表明我们继承了不仅仅是基因来自我们的父母。似乎我们还获得了一个微调以及重要的基因调节机械，这些机器可能受到我们的环境和个人生活方式的影响。这些见解可以为观察提供新的理由，至少在某些情况下，所获得的环境适应可以通过生殖器到我们的后代，“尼古拉Iocino解释。此外，自中断以来表观遗传机制可能导致癌症，糖尿病和自身免疫障碍等疾病，这些新发现可能对人类健康产生影响。

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