父亲诱导的糖尿病易感性跨代遗传机制研究获进展

2014-2-19 09:30 来源: 中国科学院
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  越来越多的证据表明,某些获得性性状可以遗传给下一代。然而,获得性性状的遗传仍然存在争议,因为人们还不了解这一现象背后的确切分子机制。中国科学院动物研究所研究员孙青原领导的受精生物学研究组发现,环境能诱导精子发生表观遗传学改变,并且这种改变可以遗传到下一代。

  在全球范围内,前期糖尿病和二型糖尿病越来越普遍。此前人们已经发现,父亲的空腹血糖升高和糖耐受的降低,会影响后代的糖代谢,但研究者们还不清楚这些影响背后的确切分子机制。该团队构建了环境诱导的前期糖尿病的雄性小鼠模型,发现父本的前期糖尿病症状影响了后代的表观遗传学修饰,从而增加了后代患糖尿病的可能性,而且这种表型和表观遗传学上的影响能保持数代。

  研究发现,如果父本小鼠具有前期糖尿病的症状,其后代也会出现葡萄糖耐受不良和胰岛素抵抗。前期糖尿病小鼠的后代与对照相比,胰岛中的基因表达模式发生了很大的改变,一系列涉及葡萄糖代谢和胰岛素信号通路的基因表达被影响。随后,研究人员分析了胰岛的表观基因组,发现胞嘧啶甲基化发生了大量的改变,其中有很多基因涉及到胰岛素信号通路。最后,研究人员发现前期糖尿病会改变小鼠精子的甲基化组,而某些改变可以在一定程度上传递给后代。

  这一发现不仅为获得性性状的遗传提供了分子基础,还为目前流行的肥胖、二型糖尿病和其他慢性代谢疾病提供了合理解释。相关论文已发表在PNAS上(Wei Y et al., Paternally induced transgenerational inheritance of susceptibility to diabetes in mammals. Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Feb 4;111(5):1873-8)。