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辅助生殖:从表观遗传学视角科普人类辅助生殖技术的意义

2023-02-13 10:59:47 幸孕行

表观遗传学视角科普人类辅助生殖技术的意义参考文献:本文引用自“Assisted reproduction: the epigenetic perspective”,作者是伯恩哈德·霍瑟姆克,迈克尔·路德维希。

 

辅助生殖:从表观遗传学视角科普人类辅助生殖技术的意义
 

表观遗传学的研究意义与相关进展

 

在发育的特定阶段,只有特定的基因集是活跃的。DNA上转录因子结合位点的可及性由染色质修饰和DNA甲基化的特定模式决定。近似地说,染色质以转录能力或转录沉默状态存在。例如,组蛋白H3在赖氨酸9(H3K9)的乙酰化通常存在于转录感受态染色质中,而H3K9甲基化是转录沉默状态的标志。

 

在哺乳动物中,某些区域的沉默状态还以位于基因5'末端的CpG二核苷酸中的胞嘧啶残基的甲基化为标志。当基因在发育过程中的特定时间点被转录激活剂或阻遏因子打开或关闭时,即使主要信号已经消失,活性状态通常也会持续几轮细胞分裂。基因活性状态的持久性受表观基因型控制。它是细胞可遗传的,但可能是可逆的。一般来说,它在生殖细胞发育过程中被擦除,但也有生殖系传播的例子。

 

尽管表观遗传状态相对稳定,但据估计,表观遗传控制(表观突变)的丧失可能比体细胞DNA突变的损失大一两个数量级。这表明人类辅助生殖技术的意义逐渐突出,表观突变对人类疾病的贡献可能被低估了。

 

最近的数据表明,表观突变不仅导致受影响基因的不适当表达或抑制,而且还可能暴露隐藏的遗传变异。正如C.H. Waddington在他著名的运河化模型中提出的那样,发育途径可以缓冲基因型和环境的变化。缓冲允许在种群内积累遗传变异,而不会在表型水平上表现出来。

 

然而,如果在某些情况下缓冲液失效,则可以表型表达隐藏的遗传变异。例如,Rutherford和Lindquist发现黑腹果蝇中Hsp90(热休克90-kDa蛋白1α)伴侣蛋白活性的降低导致果蝇七个成年结构的表型变异,提供了一种合理的机制,通过环境压力可以产生可遗传的形态变异。

 

D. Ruden及其同事最近扩展了这些发现,表明Hsp90通过改变染色质来影响发育,并且染色质重塑途径的破坏可以产生类似的后果。有趣的是,这被观察到是主要的母体效应。因此,染色质的结构,即合子转录开始之前的表观基因型,表观遗传学的研究意义与相关进展显示,这种结构似乎会影响发育过程中发生较晚的转录事件。

 

鉴于生殖的管道化或发育的稳健性,通过辅助生殖技术(ART)受孕的绝大多数儿童都是健康的也就不足为奇了,尽管ART绕过了许多生物过滤器,例如选择性配子吸收,选择性精子摄取,精子竞争和选择性合婚,并使配子和早期胚胎受到环境压力(激素, 培养基和身体压力)。

 

另一方面,发育可塑性为生物体提供了响应环境线索而发展一定范围表型的能力。这些线索可能通过诱导表观遗传变化来影响基因表达。我们认为低出生体重,先天性畸形;一些ART儿童的印记障碍至少部分可归因于表观遗传变异。这并不是说这些问题完全或主要由该技术引起。

 

以上文中关于从表观遗传学视角科普人类辅助生殖技术的意义就为大家科普完毕了,此外,一些不育夫妇可能具有表观遗传不稳定的遗传倾向,根据专家对于表观遗传学的研究意义与相关进展的结果显示,此类情况使得他们的后代更容易受到表观遗传变化的影响,无论他们是否通过ART受孕。

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