我们不仅仅是基因的总和。由饮食、疾病或生活方式等环境因素调节的表观遗传机制可以通过调节基因的开关来调节DNA。长久以来人们一直争论不休的是:如果表观遗传修饰在整个生命中积累,它是否可以跨越世代的边界,遗传给下一代。
现在,德国Max Planck研究所的免疫生物学和表观遗传学研究人员获得有力的证据:在生命的传递过程中,下一代不仅继承了DNA本身,也继承了有助于在后代中基因表达调节的表观遗传指令。Nicola Iovino的实验室首次描述了这种遗传信息的生物学后果,新见解于7月14日发表在Science上。研究证明,母亲的表观遗传记忆对新一代的发育和生存至关重要。
表观遗传是什么
人类有250多种不同的细胞类型。它们的DNA碱基序列完全相同;然而,比如肝脏和神经细胞看起来非常不同,功能也不同。造成这种差异的原因是一个称为表观遗传学的过程。表观遗传修饰能够给DNA的特定区域添加标记,用来吸引或阻挡激活基因的蛋白。由此,这些表观遗传修饰逐步为每种细胞类型产生活性DNA和非活性DNA序列模式。
此外,与DNA中固定不变序列顺序相反的是,表观遗传标记能够在生命过程中发生变化,并对环境或生活方式作出反应。比如,吸烟改变肺细胞的表观遗传组成,最终导致癌症产生。应激、疾病或饮食等外部刺激影响,也被认为储存在细胞的表观遗传记忆中。
表观遗传标记能遗传的证据
长期以来,人们一直认为这些表观遗传修饰不会跨代遗传。科学家们认为,在精子和卵细胞发育过程中,整个生命过程中积累的表观遗传记忆是完全清除的。就在最近,几项研究因证实表观遗传标记确实能够跨代遗传,轰动了科学界。2015年的Science上就证明了:在小鼠精子形成过程中如果改变组蛋白的生物化学信息,后代则容易有出生缺陷及异常骨骼形成。随后2016年Developmental Cell上发表了表观遗传变化影响胎盘发育的文章,Nature Genetics上也有研究文章证明不良饮食通过卵子的表观遗传学影响后代。
但是迄今为止,分子水平上表观遗传标记如何准确地传递,以及它们对后代产生什么影响仍然是未知的。论文通信作者、Max Planck研究所的研究员Nicola Iovino说,“自从上世纪九十年代初表观遗传学出现以来,就存在表观遗传信息跨代遗传的迹象。比如,流行病学研究显示,祖父的食物供应和他们的孙辈患糖尿病和心血管疾病风险有着显著的相关性。自从那时以来,多篇报道已提示着不同的有机体中存在表观遗传传递,但是它的分子机制是未知的。”
找到跨代传递的表观遗传标记
Iovino和他的团队使用果蝇研究了表观遗传修饰如何从母体传递到胚胎。他们关注一种人类身上中发现的、被称作H3K27me3的表观遗传修饰。它改变了染色质的包装,主要与抑制基因表达相关联。
Max Planck研究所的研究人员发现在母体卵子中标记染色质DNA的H3K27me3修饰在受精后的胚胎中仍然存在,即便其他的表观遗传标记被擦除。论文第一作者Fides Zenk解释说:“这表明母体将它的表观遗传标记传递到了后代中。但是我们同样感兴趣的是,这些标记是否在胚胎中发挥着重要作用。”
可遗传的表观遗传标记对胚胎形成很重要
因此,这些研究人员运用多种遗传工具在果蝇中移除了添加H3K27me3标记的酶,结果发现缺乏H3K27me3的胚胎在早期发育期中不能够完成胚胎形成。Iovino说,“结果表明在繁殖中,表观遗传信息不仅能跨代遗传,而且对胚胎本身的发育是比较重要的。”
当他们仔细研究这些胚胎时,研究小组发现在正常情形下被关闭的、几种重要的发育基因在缺乏H3K27me3的胚胎中处于开启状态。Zenk解释:“我们猜测在发育期间过早地激活这些基因会破坏胚胎形成,并且最终导致胚胎死亡。事实上,它表明表观遗传信息是加工和正确转录胚胎中的遗传密码所必需的。”
对人类健康的影响
有了这些结果,此项研究工作向前迈出了重要的一步,并清楚地显示了可遗传的表观遗传信息的生物学后果。不仅提供证据表明果蝇的表观遗传修饰可以世代相传,而且还揭示了从母亲遗传来的表观遗传标记是一种在早期胚胎发育的复杂过程中控制基因激活的微调机制。
研究人员深信他们的发现具有深远影响。Iovino解释道:“我们的研究表明我们不只从我们的父母那里遗传基因。它表明了我们还能遗传到能够被我们的环境和个人生活方式所影响的、可微调的基因调节机制。这些认识为之前发表的研究——一些情形下获得性的环境适应结果够从生殖细胞系传递到我们的后代这样的观察提供新的分子基础。”此外,鉴于破坏表观遗传机制可能导致癌症、糖尿病和自身免疫疾病等疾病,这些新的发现可能对人类健康产生重要影响。
来源:生物探索(微信号 biodiscover)
为你推荐
资讯 长效生长激素大幅降价
12月7日,国家医保局正式发布《国家基本医疗保险、生育保险和工伤保险药品目录(2025年)》,长效生长激素特宝生物的怡培生长激素注射液(益佩生)和金赛药业的金培生长激素注射...
2025-12-31 14:32
资讯 罗永浩自曝患ADHD多年
12月31日凌晨,罗永浩发布微博回应科技春晚迟到 40 分钟,称因为 ADHD(注意缺陷与多动障碍)的关系,发布会没有一场是彩排过的,全是没有彩排直接上去硬讲。幻灯片从来没有...
2025-12-31 11:12
资讯 北京市医疗健康领域支持人工智能产业创新发展若干措施(2026-2027年)
建立人工智能医疗伦理审查制度,加强算法透明性和患者隐私保护监管;联合药监部门探索“监管沙盒”机制,为创新产品提供容错空间,确保产业安全有序发展。
2025-12-31 10:46
资讯 全球首款口服胰岛素上市申请未获成功
12月29日,国家药监局公布药品通知件送达信息,合肥天汇生物科技有限公司申报的重组人胰岛素肠溶胶囊位列其中。一般而言,拿到药品通知件,有可能是药品上市申请“不予批准”,...
2025-12-30 11:20
资讯 远大医药优敏速获批,成为中国唯一严重过敏院外急救肾上腺素鼻喷剂
远大医药(0512 HK)发布公告,公司近期布局的全球首款用于紧急治疗I型过敏反应(包括严重过敏反应)的肾上腺素鼻喷雾剂Neffy®(优敏速®)已获国家药监局颁发药品注册证书。
2025-12-29 19:03
资讯 首个国产CTLA-4单抗获批
近日,信达生物发布公告,宣布达伯欣(伊匹木单抗N01注射液,细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)单抗,研发代号:IBI310)获得中国国家药品监督管理局(NMPA)批准上市。
2025-12-29 16:30
资讯 AI健康应用“蚂蚁阿福”今日发布声明:健康问答结果中没有广告,也不存在商业排名
今日,AI健康应用“蚂蚁阿福”发布官方声明,明确表示,阿福的问答结果中没有任何广告推荐、不存在商业排名,也不受其他商业因素干扰,用户可以放心使用。
2025-12-29 11:13
资讯 优赫得在华获批为首个用于既往在转移性疾病阶段经一种或一种以上内分泌治疗进展的HER2低表达或超低表达乳腺癌患者的HER2靶向疗法
基于DESTINY-Breast06 III期试验结果:德曲妥珠单抗相较化疗展现出显著优势,中位无进展生存期超过一年
2025-12-26 17:12
资讯 ADC 创新药新锐翎泰天润完成近亿元 Pre-A 轮融资,加速自免与肿瘤领域临床突破
本轮融资由磐霖资本与杏泽资本联合领投,天使轮股东骊宸元鼎、联想之星持续加注,资金将重点用于核心产品 2026 年临床试验推进及多适应症管线布局拓展。
2025-12-26 17:08
资讯 血霁生物完成过亿元B1轮股权融资首关和过亿元债权融资
本轮融资将加速推进其核心管线临床试验与全球化布局,为解决临床血源短缺、血液传播疾病等痛点注入强劲动力,标志着中国体外造血技术商业化进入关键阶段。
2025-12-26 17:03
资讯 浙江将首版商保创新药目录19个品种全部纳入“双通道”范围
12月25日,浙江省医保局发布2026年该省纳入“双通道”管理药品名单,除最新国谈药品及2025年纳入“双通道”药品调整外,浙江将首次商保创新药目录中的19个药品全部纳入。
2025-12-26 14:33
资讯 自2026年5月1日起施行,《医疗器械出口销售证明管理规定》发布
本规定自2026年5月1日起施行。2015年6月1日原国家食品药品监督管理总局《关于发布医疗器械产品出口销售证明管理规定的通告》(2015年第18号)同时废止。
2025-12-26 13:45
资讯 天津医科大学总医院原党委书记张建宁正接受纪律审查和监察调查
中央纪委国家监委网站讯,据天津市纪委监委消息:天津医科大学总医院原党委书记张建宁涉嫌严重违纪违法,目前正接受天津市纪委监委纪律审查和监察调查。
2025-12-26 10:33








