近日《Science》雜志發(fā)表成果，中國科學(xué)院動物研究所周琪、段恩奎研究組與中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院營養(yǎng)科學(xué)研究所翟琦巍研究組合作，在高脂飲食誘導(dǎo)的父代肥胖小鼠模型中，發(fā)現(xiàn)一類成熟精子中高度富集的小RNA（tsRNAs）可作為一種表觀遺傳信息的載體，將高脂誘導(dǎo)的父代代謝紊亂表型傳遞給子代。

很多證據(jù)表明，上一代在環(huán)境壓力下產(chǎn)生的某些獲得性性狀可以“記憶”在配子中并遺傳給下一代。隨著人類生活環(huán)境和生活/飲食習(xí)慣的巨大改變，這種獲得性遺傳形式對人類繁衍及子孫健康具有深遠(yuǎn)的影響。這種獲得性性狀的跨代遺傳涉及DNA序列之外的表觀遺傳信息在配子中的存儲及傳遞，而破解這些表觀遺傳信息是該領(lǐng)域的一個主要挑戰(zhàn)。

動物所科學(xué)家于在哺乳動物成熟精子中首次發(fā)現(xiàn)了一類進化上保守、來源于tRNA5’端序列、且高度富集在30-34nt的新型小RNA--tsRNAs(tRNA-derivedsmallRNAs)，這種tsRNAs可作為一種父源信息在受精時進入卵子(,CellRes)。隨后進一步發(fā)現(xiàn)tsRNAs可通過序列上的核酸修飾維持其穩(wěn)定性，且在機體應(yīng)激等情況下發(fā)生敏感變化(,JMolCellBiol)，故推測tsRNAs及其RNA修飾可能作為一種表觀遺傳信息的載體，將環(huán)境誘導(dǎo)的獲得性性狀經(jīng)配子（精子）傳遞到子代。 該研究中，研究組通過將高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的精子總RNA注射進正常的受精卵，發(fā)現(xiàn)其出生的子代小鼠在正常飲食下也會出現(xiàn)類似于父代肥胖小鼠的糖代謝紊亂，這提示肥胖小鼠精子RNA中攜帶有傳遞父代獲得性性狀的表觀遺傳信息。進一步分析發(fā)現(xiàn)：父代肥胖小鼠模型中精子tsRNA的表達(dá)譜以及RNA修飾譜均發(fā)生了顯著的變化。通過分離肥胖小鼠精子中的tsRNA片段并注射到正常受精卵內(nèi)，發(fā)現(xiàn)tsRNA能像總RNA一樣誘導(dǎo)子代代謝紊亂，而注射其它片段的精子RNA則不能引發(fā)代謝紊亂。這些證據(jù)提示精子tsRNAs對介導(dǎo)獲得性性狀的跨帶傳遞是至關(guān)重要的。

進一步檢測發(fā)現(xiàn)，注射肥胖小鼠精子tsRNA的早期胚胎以及后代小鼠胰島的轉(zhuǎn)錄組發(fā)生了明顯變化，變化基因集中在代謝通路上；但這些變化與基因CpG島的DNA甲基化程度并不相關(guān)，提示精子tsRNA的作用并非通過調(diào)節(jié)DNA甲基化來實現(xiàn)。

該研究從精子RNA角度為研究獲得性性狀的跨代遺傳現(xiàn)象開拓了全新的領(lǐng)域，未來關(guān)于精子tsRNA及其修飾譜在早期胚胎發(fā)育調(diào)節(jié)中的作用機制將是領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的關(guān)鍵問題。

文章于12月31日在Science雜志在線發(fā)表：SpermtsRNAscontributetointergenerationalinheritanceofanacquiredmetabolicdisorder.Science.PublishedOnlineDecember31.DOI:10.1126/science.aad7977。

Science同時發(fā)表了題為Areyouinheritingmorethangenesfromyourfather?的專題點評。

該研究獲得了中國科學(xué)院、科技部以及國家基金委的支持。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/929165.html

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