研究提高表观遗传信息是如何继承的问题

近年来证据一直在构建我们的饮食,我们的习惯或创伤性经历可以影响我们的孩子们甚至子孙后代的健康。解释了大多数货币如何发生这种情况是所谓“表观遗传继承”——化学“标志”的模式或在我们的DNA提出传递至下一代。但剑桥大学一项新的研究表明,这种机制的非基因遗传可能是非常罕见的。

另一项研究中,同样来自剑桥,表明,然而,一种环境影响转嫁可能通过分子产生的DNA被称为RNA在父亲的精子。

的机制我们从父母继承固有的特性很好理解:我们继承的一半来自母亲的基因,一半来自我们的父亲。然而,机制的“记忆”父母的环境和行为可能是相传是不理解。

表观遗传继承证明了自己是一个令人信服的和流行的解释。人类基因组是由dna我们遗传蓝图。但是我们的基因组是由一系列的表观基因组的数量随细胞类型和发育时间点。表观遗传标记连接到我们的DNA和决定是否打开或关闭基因部分中,影响基因的功能。最好的理解表观遗传修饰DNA甲基化,这一个地方甲基小组的一个基地(A、C、G和T DNA构成我们遗传密码)。

DNA甲基化与一个模型表观遗传老鼠突变称为刺可行的黄色。这个鼠标可以完全黄色的外套,完全布朗,这两个colours-yet或模式,值得注意的是,尽管他们的大衣颜色不同,老鼠的基因是相同的。

是表观遗传学方面的解释这如何发生。旁边的一个关键基因的大衣颜色是遗传密码的部分称为“转座因子”——一个小移动DNA“磁带”,实际上是在小鼠基因组中重复多次但是这里行为调节外套颜色的基因。

尽可能多的这些转座的元素来自外部来源的例子,从病毒的genome-they宿主的DNA可能是危险的。但生物进化的一种方式控制其运动通过甲基化,这通常是一个沉默表观遗传标记。

在外套颜色的基因的情况下,如果完全甲基化开关的转座因子,鼠标将棕色;如果收购完全甲基化失败,鼠标将黄色。但这并不影响遗传代码本身,只是表观遗传的DNA片段。

然而,yellow-coated女性更可能是yellow-coated后代和brown-coated女性更可能是brown-coated后代。换句话说,epigenetically监管行为的转座因子是被继承自父类的后代。

安妮Ferguson-Smith教授领导的研究小组在剑桥大学遗传学更详细地检查这一现象出发,提出类似的转座因子variably-methylated是否存在其他可能影响鼠标的特征,以及是否的“记忆”甲基化模式可以从一代传给下一个。他们的研究结果发表在《华尔街日报》细胞。

研究人员发现,尽管这些转座的元素是常见的在整个genome-transposable元素包含大约40%的老鼠总基因组绝大多数是完全沉默基因甲基化,因此没有影响。

只有大约一百分之一的variably-methylated这些序列。其中一些能够调节附近的基因,而其他人可能有能力调节基因位于基因组中更远的远程能力。

研究小组在这些区域的甲基化模式在多大程度上可以传递给后代,只有一个六个地区的详细研究表明表观遗传的证据遗传——即使这样,大小的影响是很小的。此外,只有甲基化模式的母亲,而不是父亲,被传递。

“人们可能会认为所有的variably-methylated元素我们确定会显示内存父母的表观遗传状态,观察外套的颜色在刺可行的黄色的老鼠,”泰说贝尔托齐,博士生和该研究的第一作者之一。“有很多的兴奋和炒作的程度我们表观遗传信息传递给后代,但我们的工作表明,它不是像以前认为的那样普遍。”

“事实上,我们显示的是甲基化标记在这些转座的元素重新编程从一代一代的繁衍,“Ferguson-Smith教授补充道。”有一个机制,消除从绝大多数的基因组甲基化,再放回去,一旦产生卵子和精子的过程中又在受精卵植入子宫。如何区域甲基化模式我们已经确定了得到重建后全基因组擦除仍有些神秘。

“我们知道有一些例如genes-imprinted基因——不要以这种方式重新编程早期胚胎。但这些都是例外,而不是规律。”

Ferguson-Smith教授说,有证据表明,一些环境因素诱发的信息可以以某种方式会遗传给后代。例如,她对老鼠的研究显示,怀孕期间母亲营养不良的孩子在2型糖尿病和型肥胖的风险增加后代将继续是肥胖症和糖尿病。再一次,她表明,DNA甲基化不是culprit-so这是怎么发生的?

答案可能来自威康/英国癌症研究中心研究古尔研究所也在剑桥大学,与伊莎贝尔教授的实验室合作怎么从苏黎世大学和瑞士联邦理工学院。在老鼠身上进行的一项研究,发表在《华尔街日报》《分子精神病学》,他们报告的“记忆”,如何早期创伤可以传递到下一代通过RNA分子由精子。

古尔研究所的博士凯瑟琳新闻出版总署和怎么实验室曾表明,创伤在产后生活增加行为和代谢紊乱的风险不仅直接暴露的个体也在随后的后代。

现在,团队已经表明,创伤可以导致长RNA的改变(RNA分子包含超过200个核苷酸)在父亲的精子和这些导致代际效应。这个补充了先前的研究发现改变的短RNA分子(少于200个核苷酸)精子。RNA分子提供许多功能,包括一些久版本称为信使RNA,“翻译”的DNA代码功能蛋白质和细胞内调节功能。

使用一组行为测试,研究小组表明,特定的影响产生的后代由长RNA包括风险,增加胰岛素敏感性和暴饮暴食,而小RNA表达则绝望的行为。

新闻出版总署博士说:“虽然其他研究小组最近发现,小RNA有助于继承的影响慢性压力或营养的变化,我们的研究表明,长期RNA也可以导致传输一些创伤早期生活的影响。我们添加了另一个潜在的干预措施的难题转移信息代。”

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