PDF《4 基金 FOUNDATION》

6 个早期胚胎和精囊 共9个时期的全基因组 DNA 甲 基化序列,并利用品系间的单核 苷酸多态性 (SNPs) 来区分 DNA 来源于父源还是母源. 研究发现, 斑马鱼受精后, 子 代继承父源 DNA 的甲基 化图 谱,而母源 DNA 的甲基化图谱 被抛弃,并重新编程变成精子的 甲基化图谱.进一步功能分析发 现,斑马鱼子代胚胎继承父代的 甲基化图谱可以调控基因的时序 表达, 从而指导胚胎的早期发育. 该研究首次证明除 DNA 序 列外, DNA 甲基化图谱也可以被 完整地遗传到子代中, 这意味着在 调控动物发育、 表型甚至疾病等方 面, 表观遗传信息的变异可能和遗 传信息的变异一样起重要作用. 而哺乳动物受精后,早期胚 胎需要对来自父 本与母本的表观 遗传信息进行全 基因重编程才能 完成早期发育, 进 而发育成完整个 体.受精后, 需要 父源DNA 和母源DNA 具有一样的甲基化图谱, 但哺乳动物使用 了与斑马鱼完全 不同的机制.

2014 年,刘江课题组与南京 大学模式动物研究所黄行许课题 组合作, 发现在哺乳动物早期发育 过程中, 作为表观遗传新标志物的 5- 羟甲基胞嘧啶 (5hmC) 在父源 与母源基因组中均存在.并且, 基 因组的 DNA 去甲基化并不是由 5- 甲基胞嘧啶 (5mC) 氧化产物介 导的被动稀释而实现的, 因此无论 父源还是母源 DNA 都存在主动 去甲基化的方式. 此项发现改写了关于哺乳动 物早期胚胎发育过程中, 5mC 的 氧化产物只存在父源基因组中, 且 母源基因组通过被动稀释去甲基 化的认识. 通过对哺乳动物和鱼类的进 化比较, 刘江等人推测哺乳动物全 基因组特异的去甲基化过程为印 记基因的产生提供了可能, 从而使 胎盘类生殖方式的哺乳动物得以 进化出来.换言之, 表观遗传重新 编程方式的进化, 可能是产生胎盘 生殖方式哺乳动物的重要一环. 研究人员认为,这些发现丰 富了我们对表观遗传信息网络起 源与进化的认识,使我国在早期 胚胎发育表观遗传修饰重编程研 究中处于国际领先水平. 揭开胚胎发育之谜本报见习记者程唯珈 逆转 细胞命运 本报见习记者 程唯珈 刘江 (中) 团队合影 DNA 上核苷酸序列承载了生命的遗传信息, 遗传物质能 够遵循孟德尔遗传法则代代相传.遗传信息从 DNA 传递给 RNA, 再从 RNA 传递给蛋白质, 完成遗传信息的转录和翻译 过程. 随着时间推移, 科学家们逐渐认识到, 即使从上一代那里复 制获得的 DNA 序列不发生变化,基因表达也会发生能够继承 的变化.上世纪

80 年代起, 表观遗传学应运而生. 今天,科学家认为表观遗传调控机制是生命现象中一种普 遍存在的基因表达调控方式.而细胞编程与重编程几乎囊括了 表观遗传学的基本科学问题, 成为全世界表观遗传学家高度关 注的问题.

2008 年, 为促进我国这一领域的基础研究, 国家自然科学 基金委员会 (以下简称基金委) 启动了 细胞编程和重编程的表 观遗传机制 重大研究计划.至2016 年底结题时, 该计划全面 完成了预定的各项科学目标, 取得了丰硕的成果.

2018 年初,

29 ........