母親的觸摸游走在孩子的基因里

母親在很多方面都會在孩子身上留下印記——WEHI的研究人員發(fā)現，一種名為SMCHD1的蛋白質參與了這一“烙印”過程。SMCHD1關閉一些基因，從而改變細胞的行為。這項新的研究表明，當卵子(或卵母細胞)被精子受精時，卵子的SMCHD1會停留在發(fā)育中的胚胎中，關閉至少10個不同的基因并影響胚胎的發(fā)育，胚胎可能會終生留在后代中。

由Iromi Wanigasuriya女士、Quentin Gouil博士和Marnie Blewitt教授領導的研究團隊與WEHI副教授Matthew Ritchie、紐卡斯爾大學李曌博士和莫納什生物醫(yī)學副教授Karla Hutt合作，在eLife上發(fā)表了論文?？碧窖芯克?。

基因印記

我們從父母那里繼承所有的基因，有些基因在后代中的表現不同，這取決于它們是從父母那里遺傳的。Wanigasuriya女士說，這種現象被稱為“基因組印記”，在一些遺傳疾病中很常見。她是WEHI大學的博士生。

她說：“基因組印記的出現是由于DNA上的‘表觀遺傳標記’影響了基因的使用方式?！彼f：“當精子使卵子受精時，兩種細胞的DNA都攜帶著表觀遺傳標記，從父母傳給孩子，這在某些情況下與長期健康影響有關?！薄氨娝苤u蛋中發(fā)現的蛋白質(我們從母親那里獲得的蛋白質)有助于在胚胎發(fā)育早期保護這些印記基因。因此，這些卵細胞蛋白可能會對胚胎的健康產生長期或短期的影響?！?。

布萊維特教授的研究團隊一直在研究SMCHD1蛋白，該蛋白利用表觀遺傳修飾來“關閉”或沉默某些基因。

Wanigasuriya女士說：“我們研究了母親的SMCHD1蛋白是否可以轉移到新形成的胚胎中，以及它如何影響印記基因的表達?！薄坝孟冗M的顯微鏡用熒光標記觀察SMCHD1，我們可以看到，在母SMCHD1蛋白的胚胎中至少有5個細胞分裂。母親的SMCHD1改變了印記基因的表達——它可能會給后代留下持久的遺產?！?

當細胞分裂時，可以看到母體產生的SMCHD1(綠色)保留在胚胎中。WEHI的研究人員發(fā)現，這可以影響胚胎中的基因表達，這是基因組印記的一個例子。圖片：沃爾特和伊萊扎霍爾醫(yī)學研究所

了解SMCHD1

Gouil博士說，這項研究揭示了早期胚胎發(fā)育的關鍵時間窗，在此期間，母親的SMCHD1可以沉默目標基因的表達。

他說：“利用強大的新基因組分析技術，我們可以鑒定出在早期胚胎中被母體SMCHD1關閉的十個基因。這是首次從雞蛋中鑒定出SMCHD1在印跡中發(fā)揮作用?！?

“雖然我們發(fā)現的影響是微妙的，但我們知道早期胚胎發(fā)育中的事件可能會對健康產生長期影響。除了擴大我們對基因組印記的理解，這項研究還為我們了解父母的許多方式增加了一個新的維度。會影響后代的健康?！?

布萊維特教授說，這項研究也有助于解釋SMCHD1在一些疾病中的作用，包括發(fā)育性疾病，如普拉德-威利綜合征(PWS)和博斯馬阿希尼氏小眼癥綜合征(BAMS)，以及面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥(FSHD)，一種肌營養(yǎng)不良癥。

她說：“對早期胚胎中SMCHD1的研究發(fā)現了這種蛋白質沉默的新基因靶點?！薄斑@可以解釋SMCHD1活性的變化是如何導致疾病的。目前，我們正在WEHI領導一項專利藥物開發(fā)工作，利用我們在SMCHD1方面的知識，設計治療發(fā)育性和退行性疾病的新療法。這項研究拓寬了我們對這些新奇事物的理解。候選藥物可能會影響基因表達?！?

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