国际著名学术期刊《细胞》杂志上刊登出我国科学家的最新研究发现,这项研究结论可颠覆早期胚胎发育主要由卵子决定的传统观点,并证明人体中的某些表观遗传信息是可以被完整地遗传,揭示了肿瘤发展新机制。
此前,科学家们只能确定表观遗传信息一直控制着受精卵的发育,也就说调控着哪些细胞发育成皮肤,哪些细胞发育成心脏,哪些细胞发育成骨骼。但唯一不确定的是,这些表观遗传信息是否会遗传。
现在,我国科学家的最新研究表明,表观遗传信息中DNA上的甲基化是具有遗传性的,精子所携带的表观遗传信息能被传递到子代,并决定早期胚胎发育基因是否能表达。这完全颠覆了早期胚胎发育主要由卵子决定的传统观点,而且证明了某些表观遗传信息是可以被完整地遗传。
中国科学院北京基因组研究所刘江研究员介绍说,两性生殖的物种中,子代从父本和母本那里分别继承了一半的细胞核DNA,子代的每个细胞都具有相同的DNA序列。不过科学家们研究发现还有一些信息,就比如"表观遗传信息",在生物体从受精卵发育到一个完整生命体的过程中起重要的作用,它们在不改变DNA序列的前提下能调控基因组活动。
科学家介绍,表观遗传信息使得动物在一套DNA序列的基础上,从一个受精卵分化成200多种细胞;而这些不同的细胞,最终形成各类不同的组织器官,例如大脑、心脏、肝、肺等等。
DNA上的甲基化是表观遗传信息中最重要的一类。研究人员为实验对象发现,在斑马鱼受精卵的发育过程中,精子的甲基化谱图一直存在;而从受精卵细胞的第五次细胞分裂开始,卵子的甲基化图谱便开始消失。卵子的甲基化图谱作为一个整体被抛弃,并重新编程,当胚胎发育到囊胚期时,母源DNA都变成了精子的甲基化图谱。这说明斑马鱼除了DNA可以遗传外,精子的DNA甲基化图谱也可以被遗传到子代,并指导胚胎早期发育。
表观遗传信息除了能使个体发育和成长外,还与很多疾病譬如恶性肿瘤的产生密不可分,也为干细胞及其转化医学的发展和应用提供理论基础,而且还为体外组织器官的诱导产生、克隆、体外受精生殖技术等,以及一些疾病的治疗提供了新的思路。