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早期的雄性和雌性生殖细胞以不同的方式调节其基因表达

试管之家资讯组 2021-12-17 10:20 伦敦生物新闻 查看: 59 评论: 0 |原作者: 埃莉诺·加列戈斯|来自: 伦敦生物新闻

摘要:   原始生殖细胞(PGC)早期发育过程中的基因表达具有性别特异性。  由伦敦医学科学研究所医学研究委员会重编程和染色质研究小组的Petra Hajkova教授领导的研究首次表明,产生精子或卵细胞的生殖细胞具有不同的表观 ...


  原始生殖细胞(PGC)早期发育过程中的基因表达具有性别特异性。

  由伦敦医学科学研究所医学研究委员会重编程和染色质研究小组的Petra Hajkova教授领导的研究首次表明,产生精子或卵细胞的生殖细胞具有不同的表观遗传途径来调节基因表达。

  “表观遗传重编程是种系生命周期中高度精心策划的进步,”发表在《自然》杂志上的论文第一作者、博士后Tien-Chi Huang博士说。他补充说:“我们的研究提供了一个期待已久的答案,以了解生殖细胞如何协调不同的控制层以在此过程中维持基因表达。”

  在哺乳动物PGC的早期发育过程中,会发生广泛的DNA去甲基化。DNA甲基化是一种用于调节基因转录的表观遗传机制。当甲基被添加到DNA时,基因表达被沉默。当DNA去甲基化时,会发生不受控制的转录。尽管在PGC中观察到广泛的去甲基化,但不会发生不受控制的基因表达。这表明存在调节基因表达的其他表观遗传机制。

  研究人员旨在确定在早期发育中发生DNA去甲基化后调节基因表达的机制。他们观察到组蛋白3(H3K27me3)上K27的甲基化补偿了雌性和雄性生殖细胞中的DNA去甲基化。该系统被发现对女性生殖细胞至关重要,然而,男性生殖细胞也能够利用组蛋白3(H3K9me3)上K9的甲基化来调节基因表达。

  研究人员随后使用小鼠模型删除了负责K27甲基化的基因Ezh2。这对女性生殖细胞产生了深远的影响——H3K27me3的缺失导致基因表达不受控制,从而导致细胞死亡。然而,雄性生殖细胞没有受到影响。虽然这种机制对于女性生殖细胞分化为卵细胞至关重要,但男性生殖细胞可以使用其他机制分化为精子细胞——组蛋白3上K9的甲基化。

  “这些结果教会了我们一些关于基因表达控制的基本知识,”Hajkova教授说。'我们所看到的对胚胎生殖系发育的研究具有更广泛的影响,因为我们知道许多人类病理的特点是DNA甲基化的整体减少。这意味着我们的结果提供了有价值的见解,了解患病细胞需要依靠什么来控制它们的基因,揭示它们的潜在脆弱性。

  在癌症中经常观察到DNA甲基化的丧失。对表观遗传沉默系统的深入理解将有助于开发新的治疗药物,其中EZH2和DNA酶已被确定为靶点。

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