Cell:首次揭示表观基因组的全面重编程

医疗健康 来源:生物通
2015
06/09
13:32
生物通 医疗健康

由剑桥大学领导的一个研究小组第一次描绘出了在生成精子和卵子之前,人类的早期原始生殖细胞中表观基因组(epigenome)被全面擦除的机制。这项发表在6月4日《细胞》(Cell)杂志上的研究,还揭示出我们DNA中的一些区域,包括与肥胖和精神分裂症等疾病相关的区域抵制了完全重编程。

尽管我们的遗传信息——“生命的密码”是写在我们的DNA中,我们的基因却是通过表观遗传“开关”来开启及关闭。例如,在称作为甲基化的过程中一些小甲基分子被添加到我们的DNA上,其帮助调控了基因活性,这对于正常的发育至关重要。甲基化有可能是自发或是通过我们与环境之间的互作产生――例如饥荒时期可导致某些基因甲基化,并且一些甲基化模式会对我们的健康造成潜在的损害。而在传递给下一代之前生殖细胞中几乎所有的表观遗传信息都会被擦除。

剑桥大学维康信托基金会/英国癌症研究院Gurdon研究所的Azim Surani教授解释道:“表观遗传信息对调控我们的基因起重要作用,但如果异常的甲基化一代一代地传递下去,就有可能累积并对后代造成损害。出于这一原因,每一代都需要对这一信息进行重设,然后再进一步添加信息来调控新受精卵的发育。这就像你在添加新数据之前擦除电脑磁盘一样。”

当卵细胞与精子受精之时,它会开始分裂为称作囊胚的细胞团,这是胚胎的早期阶段。在囊胚内一些细胞被重新设置,变为有潜力发育为机体内所有细胞类型的干细胞。其中的一小部分细胞会变为原始生殖细胞――其有潜力变成精子或卵细胞。

在这项研究中,Surani教授和同事们证实在进入胚胎发育大约2周时就启动了原始生殖细胞中的表观遗传信息重编程过程,一直持续至大约9周时。在此期间,遗传网络发挥作用抑制了一些维持或编程表观基因组的酶,直至DNA的甲基化模式几乎完全清除。

最重要的是,研究人员发现这一过程并未清除掉整个表观基因组:我们大约5%的DNA似乎抵制了重编程。这些基因组中的“逃脱”区域包含了一些在神经细胞中尤为活跃的基因,它们有可能在发育过程中发挥了重要的作用。而人类疾病数据分析表明,这些基因与精神分裂症、代谢性疾病和肥胖等疾病有关联。

论文的第一作者、博士生Walfred Tang说:“我们的研究为我们提供了一个很好的资源,表明在基因组的哪些潜在候选区域遗传信息不仅会传递给下一代,并有可能世代相传。我们知道其中的一些区域也存在于小鼠中,这或许为我们更详细地研究它们的功能提供了机会。”

表观遗传重编程还对我们基因组内的“暗物质”造成了潜在影响。据估计,多达一半的人类DNA是由“逆转录元件”构成,这些DNA区域是由包括细菌和植物DNA在内的外源入侵物进入到我们的基因组中。其中一些区域是有益的,甚至还驱动了进化――例如一些对于人类胎盘发育至关重要的基因曾作为侵入物启动了生命。而另一些区域则具有潜在的有害效应――尤其是如果它们在我们的DNA内跳跃,有可能会干扰我们的基因。出于这一原因,我们的机体利用了甲基化来作为一种防御机制抑制这些逆转录元件的活性。

Surani教授说:“甲基化有效地控制了有可能伤害我们的潜在有害逆转录元件,反过来正如我们所看到的,如果一些甲基化模式在我们的生殖细胞中被擦除,我们就有可能会失去我们的一线防御。”

事实上,研究人员发现了我们基因组中相当一部分的逆转录元件逃脱了,而保留了它们的甲基化模式――尤其是那些在较近期的进化史中进入到我们基因组中的逆转录元件。这表明,我们身体的防御系统有可能在维持某些表观遗传信息的完整性,以保护我们避免一些潜在的有害效应。

来源:生物通

为你推荐

希润医疗完成数千万元融资,打造全链条脑机接口康复产品线资讯

希润医疗完成数千万元融资,打造全链条脑机接口康复产品线

由无锡梁溪科创产业基金独家投资。

2026-04-27 13:19

一家环保上市企业要10亿元收购一家CRO公司资讯

一家环保上市企业要10亿元收购一家CRO公司

4月26日晚间,创业板上市公司中赋科技发布公告,计划筹资收购军科正源(北京)药物研究有限责任公司。

2026-04-27 11:02

司美格鲁肽专利已经到期,为什么国内还没有产品获批上市资讯

司美格鲁肽专利已经到期,为什么国内还没有产品获批上市

2026年3月底,司美格鲁肽核心化合物专利在中国正式到期。

2026-04-26 18:56

药品附条件批准上市申请审评审批工作程序资讯

药品附条件批准上市申请审评审批工作程序

附条件批准时,每个附条件批准的适应症单独设置药品注册证书有效期,原则上,在确证性研究完成时限的基础上增加一年。确证性研究完成时限由药审中心在审评中与申请人沟通交流后...

2026-04-26 10:58

CDE:抗体偶联药物首次申报临床试验药学资料撰写指导原则资讯

CDE:抗体偶联药物首次申报临床试验药学资料撰写指导原则

本指导原则基于 ICH M4Q( R1)总体框架, 格式体例与之保持一致, 在其框架下结合抗体偶联药物的药学研究特点,细化了 IND 申报药学资料的撰写要求,旨在为该类药物 IN...

2026-04-25 21:39

蚂蚁健康向医院开放“智慧医疗AI一体化方案” 支持智能体、云陪诊、本地化模型部署资讯

蚂蚁健康向医院开放“智慧医疗AI一体化方案” 支持智能体、云陪诊、本地化模型部署

4月25日,在2026中国医院信息网络大会(CHIMA 2026)上,蚂蚁健康面向全国医院及医疗机构推出“智慧医疗AI一体化方案”。

2026-04-25 20:09

美敦力 5.5 亿美元收购 Scientia Vascular,加码神经血管赛道布局资讯

美敦力 5.5 亿美元收购 Scientia Vascular,加码神经血管赛道布局

Scientia Vascular 是专注于神经血管创新器械研发的新兴企业,核心产品管线聚焦颅内血管病变介入治疗领域

2026-04-25 15:50

聚焦预防接种全龄升级,多方合力开展“成人全周期免疫促进暨带状疱疹公益科普”资讯

聚焦预防接种全龄升级,多方合力开展“成人全周期免疫促进暨带状疱疹公益科普”

4月25日,国家疾病预防控制局在上海举办主题宣传活动,呼吁“预防接种,苗助健康,全民行动”。

2026-04-25 15:41

超亿元 A 轮融资!奥明星程以 AI4S 定义下一代生物智能基础设施资讯

超亿元 A 轮融资!奥明星程以 AI4S 定义下一代生物智能基础设施

由深创投与复星医药(复健资本)联合领投,太平股权、广东中医药大健康基金、杭实集团等多家头部投资机构、产业链龙头企业及多地国资跟投。

2026-04-24 18:28

Cytiva ÄKTA与Biacore系列产品实现本地生产, 以“桐庐样本”赋能生物医药“加速度”资讯

Cytiva ÄKTA与Biacore系列产品实现本地生产, 以“桐庐样本”赋能生物医药“加速度”

依托桐庐生产基地,Cytiva持续提升本土供应能力,以更短的交付周期与定制化支持,精准匹配中国研发节奏,深度践行“在中国,为中国”承诺

2026-04-24 18:13

全球首个治疗遗传性耳聋基因疗法获批资讯

全球首个治疗遗传性耳聋基因疗法获批

4 月 23 日,再生元宣布,美国 FDA 已经加速批准其在研基因疗法Otarmeni(lunsotogene parvec-cwha)上市,该药品成为首个也是目前唯一获批用于治疗遗传性听力损失的基因疗法。

2026-04-24 18:01

CDE:治疗用重组蛋白药物首次申报临床试验药学资料撰写指导原则资讯

CDE:治疗用重组蛋白药物首次申报临床试验药学资料撰写指导原则

本指导原则基于 ICH M4Q( R1)总体框架, 格式体例与之保持一致, 在其框架下结合治疗用重组蛋白药物的药学研究特点,细化了 IND 申报药学资料的撰写要求,旨在为该类药...

2026-04-24 12:44

甘李药业GLP-1R博凡格鲁肽Ⅲ期临床试验完成首例受试者给药资讯

甘李药业GLP-1R博凡格鲁肽Ⅲ期临床试验完成首例受试者给药

4月23日,甘李药业发布公告,博凡格鲁肽(研发代号:GZR18)注射液正在中国开展的适应症成人肥胖患者的中度至重度阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的Ⅲ期临床试验,于近日成功完成首例...

2026-04-24 10:25

天鹜科技发布MatwingsVenus™,给AI一个共享实验室资讯

天鹜科技发布MatwingsVenus™,给AI一个共享实验室

天鹜科技是一家 AI 驱动的全栈式蛋白质研发平台公司

2026-04-24 09:12

应世生物再冲港交所 IPO:手握国内唯一 III 期 FAK 抑制剂,专攻肿瘤耐药后市场资讯

应世生物再冲港交所 IPO:手握国内唯一 III 期 FAK 抑制剂,专攻肿瘤耐药后市场

公司战略性聚焦黏着斑激酶(FAK)及整合素通路,这些靶点对肿瘤细胞的顽强生存能力至关重要。

2026-04-23 22:00

华东医药2025年创新收入大增64.2%,2026Q1扣非净利创单季历史新高资讯

华东医药2025年创新收入大增64.2%,2026Q1扣非净利创单季历史新高

2026年4月23日晚间,华东医药(000963 SZ)发布2025年年度报告及2026年第一季度业绩。

2026-04-23 21:45

默克与谷歌云达成一项10亿美元的AI合作资讯

默克与谷歌云达成一项10亿美元的AI合作

此次合作,默克期望将自身在药物研发、科学管理、市场运营等方面能力与人工智能、云平台相结合,帮助默克全球约7 5万名员工提升生产力。

2026-04-23 13:00

神经介入与神经外科植入材料等7类医用耗材分类与代码及医保通用名资讯

神经介入与神经外科植入材料等7类医用耗材分类与代码及医保通用名

近日,国家医保局发布《神经介入与神经外科植入材料等7类医用耗材分类与代码及医保通用名》公开征求意见的公告。

2026-04-23 11:29

真实生物阿兹夫定与哆希替尼联合疗法最新消息资讯

真实生物阿兹夫定与哆希替尼联合疗法最新消息

近日,真实生物在美国癌症研究协会(AACR 2026)年会以壁报形式展示了阿兹夫定与哆希替尼联合疗法的临床前研究成果,标题为标题:Azvudine Combined with Doxitinib,a Potential Therapy for EGFRm+ NSCLC。

2026-04-23 11:07

老百姓大药房、养天和等部分药店被曝涉嫌违规使用医保资金资讯

老百姓大药房、养天和等部分药店被曝涉嫌违规使用医保资金

近日,老百姓大药房、养天和等部分药店被曝涉嫌违规使用医保资金。

2026-04-22 21:19