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母体控制着胚胎的基因活动

小水花  发布于:2015/12/22  阅读量:821  来源:phys

爪蟾胚胎在发育早期不能完全控制哪些基因开始激活或关闭——但它们的母体却能通过卵细胞中的特定蛋白质这样做。奈梅亨大学分子发育生物学家于1218日出版的自然通讯杂志(Nature Communications)上公布了这一研究结果。

爪蟾胚胎不仅从母体中获得了一半的遗传信息,同时也获得了如何使用DNA的说明。这就是分子发育生物学家Saartje Hontelez和其奈梅亨分子生命科学研究所由Gert Jan Veenstra 带领的研究团队所发现的研究成果。长期以来科学家们一直认为,基因调控是不可继承的。

母体的工具

母体的影响是怎么起作用的呢? Hontelez解释道:“母亲提供了各种各样的蛋白质和RNA,用以控制胚胎的基因调控。而且因为这些工具是非常具体的,胚胎的可能性就受到限制。母体设定了严格的界限来确定哪些基因可以开启而哪些不能。只有在经过十二次细胞分裂后,胚胎才可产生自身的RNA,从而对基因调控产生一些影响。但这个过程仍然主要是由母体控制,直到胚胎发育很久以后为止。”

惊奇

“母体影响的程度让我们感到吃惊。我们一直认为,基因调控是不可遗传的,因此预计是胚胎在进行控制。但是,当我们关闭了胚胎的RNA合成后,令人惊讶的是基因调控所受的影响并不大。这不仅存在于早期胚胎发育的重要基因中,并且也存在于很久以后的器官形成阶段。这非常清楚地显示,母体负责胚胎发育的早期阶段,并且她的影响在较后阶段仍然强烈存在”。

快速发育

在本研究中,Hontelez和她的同事研究了热带爪蟾(非洲热带爪蟾)的胚胎,因为它们的胚胎发育非常快:从受精的那一刻到胚胎开始合成RNA中间只有六个小时。相比较之下:哺乳动物胚胎在二十四个小时之后才开始合成自己的RNA

“当考虑到爪蟾产下的卵的数量时,以及有多少卵子能成功发育成爪蟾,并不奇怪的是,胚胎从他们的母体获得了一定的帮助”,Hontelez解释道。“这是一个预编程系统,确保早期胚胎发育能够成功”。‘可以将这些结果和小鼠,甚至人类的发育进行比较吗?’“是的,可能工作原理大致相同。最大的区别是,哺乳动物胚胎在第一次细胞分裂后就开始合成自己的RNA。但需要的时间却比在爪蟾中长得多。还值得一提的是,参与组成表观基因组的基因都与人类癌症相关。”


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