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生物机制传递长期表观遗传记忆

2019-01-26 09:26:49 • 来源：

根据表观遗传学 - 基因表达的遗传变化研究并未在我们的DNA中直接编码 - 我们的生活经历可能会传递给我们的孩子和孩子的孩子。对创伤事件幸存者的研究表明，接触压力可能确实对后代产生持久影响。但这些遗传“记忆”到底是怎么回事?

生物机制传递长期表观遗传记忆

特拉维夫大学的一项新研究确定了“环境”和“关闭”环境影响继承的精确机制。这项研究于上周在Cell上发表，由Oded Rechavi博士及其来自TAU生命科学学院和萨戈尔神经科学学院的小组领导，揭示了规定哪些表观遗传反应将被遗传以及持续多长时间的规则。“直到现在，人们一直认为被动稀释或衰变可以控制表观遗传反应的遗传，”Rechavi博士说。“但我们发现，有一个活跃的过程可以通过几代人来调节表观遗传。”

将压力从一代传递到下一代

研究人员一直专注于压力，创伤和其他环境暴露的影响如何从一代传递到下一代多年。小RNA分子 - 调节基因表达的短RNA序列 - 是介导这种遗传的关键因素。Rechavi博士及其团队之前已经确定了一种“小RNA遗传”机制，通过该机制，RNA分子可以响应特定细胞的需求以及它们如何在世代之间进行调节。

Rechavi博士说：“我们之前表明，蠕虫在父母的饥饿和病毒感染后遗传了小RNA。这些小RNA帮助他们的后代做了类似的艰辛准备。” “我们还发现了一种机制，可以在几代人之间扩增可遗传的小RNA，因此反应没有被稀释。我们发现称为RdRPs的酶是重新创建新的小RNA所必需的，以保持后代的反应。”

发现C.elegans蠕虫中大多数可遗传的表观遗传反应仅持续了几代。这产生了这样的假设：表观遗传效应通过稀释或衰变的过程随着时间的推移而逐渐“消失”。“但是这个假设忽略了这个过程不会简单地消失而是受到监管的可能性，”Rechavi博士说，他在这项研究中用针对GFP(绿色荧光蛋白)的小RNA处理C.elegans蠕虫，报告基因常用于实验。“通过遵循可调节GFP的可遗传的小RNA来”沉默“其表达 - 我们揭示了一种活跃的，可调节的遗传机制，可以”开启“或”关闭“。

科学家发现，他们命名为“MOTEK”(修饰的跨代表观遗传动力学)的特定基因参与了表观遗传传递的开启和关闭。

Rechavi博士说：“我们通过转换”开启“和”关闭“蠕虫用于调节基因的小RNA来发现如何操纵蠕虫中表观遗传的跨代持续时间。“这些开关受到基因调节小RNA(可遗传的)和MOTEK基因之间的反馈相互作用的控制，这些基因是跨代产生和传递这些小RNA所必需的。“这些反馈决定了表观遗传记忆是否会持续到后代，以及每个表观遗传反应将持续多久。”

一个全面的遗传理论?

虽然他们的研究是对蠕虫进行，该小组认为，理解了控制的原则继承的表观遗传信息，是构建遗传的综合理论所有生物的关键，包括人类。

“我们现在正计划研究MOTEK基因，以确切了解这些基因如何影响表观遗传效应的持续时间，”Recha Houri-Zeevi博士说，他是Rechavi博士实验室的博士生，也是该论文的第一作者。“此外，我们正计划研究人类是否存在类似的机制。”

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