Science树立新观念:能遗传的不仅仅是基因

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

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

华东医药独家商业化产品CXG87上市申请获受理,呼吸治疗赛道布局深化资讯

华东医药独家商业化产品CXG87上市申请获受理,呼吸治疗赛道布局深化

华东医药股份有限公司(以下简称“华东医药”或“公司”)全资子公司华东医药(杭州)有限公司独家商业化产品CXG87(布地奈德福莫特罗吸入粉雾剂(IV)胶囊型)用于治疗哮喘的药...

2026-04-22 17:53

瞳沐医疗完成数千万元 Pre-A 轮融资,加速眼科智能手术系统临床落地资讯

瞳沐医疗完成数千万元 Pre-A 轮融资,加速眼科智能手术系统临床落地

本轮融资由爱博弘盛、启航创投联合领投,明恒美康跟投,丰和资本担任独家财务顾问。

2026-04-22 10:32