PNAS惊人发现:沉默基因的RNA可直接遗传

2016-10-18 14:01 来源: 生物通
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  近年来人们发现,父母的生活经历会对后代产生显著的影响。营养不良、接触毒素或罹患疾病会改变父母的基因表达模式,这种改变在某些情况下能传递给下一代。然而,这种非基因遗传机制一直是一个谜。

  十月十七日马里兰大学的研究人员在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章指出,非基因遗传机制其实可能非常简单。他们在线虫中首次观察到,沉默基因的双链RNA(dsRNA)可直接传递给下一代。这些dsRNA的基因沉默效果也得以延续。

  “这是首次看到dsRNA传递给后代,”文章资深作者,助理教授Antony Jose说。“过去人们推测,dsRNA可能改变了父母的遗传物质,改变后的遗传物质再传给下一代。但我们的研究显示,RNA跨世代传递根本就不需要中间人。”

  研究人员将带有荧光标记的dsRNA引入线虫循环系统。他们发现,这些荧光RNA从循环系统转移到卵子里等待受精。这些dsRNA与亲本基因不匹配,不能沉默亲本的基因。但如果线虫后代从另一个亲本那里获得了与dsRNA匹配的基因,相应基因就会被沉默。这说明,在某些情况下dsRNA的基因沉默效果可以跨代遗传。

  在受精过程中胚胎会获得两份遗传物质,一份来自于父亲,一份来自于母亲。不过,胚胎只从母亲那里遗传线粒体,从父亲那里获取中心粒。上世纪三十年代以来,卵母细胞丢失中心粒的现象一直是个谜。葡萄牙IGC的研究团队现在终于揭示了其中的关键机制,这项研究于五月二十六日发表在Science杂志上。

  表观遗传学修饰能在不改变DNA序列的情况下调控基因的表达。今年三月Nature Genetics杂志发表的一项研究证实,父母的行为会通过表观遗传影响孩子的健康。科学家们发现,虽然不良饮食习惯没有引入基因突变,但它的健康影响能通过卵子和精子延续到下一代。

  去年年底哥本哈根大学的一项研究显示,男性体重会影响精子中的遗传信息。肥胖男性和精瘦男性的精子存在显著的表观基因组差异。这项研究首次在肥胖男性的精子中鉴定了表观遗传学改变。这意味着男性可以通过精子将生活环境的信息传递给后代,甚至影响孩子的肥胖几率。这种机制在进化上很有意义,因为食物可用性信息能使后代具备一定的优势。