科学家发现胚胎选择性地继承精子DNA甲基化图谱,这说明什么呢?

甲基化图谱对基因有什么影响?

我科学家揭示精子对遗传使命的新贡献
http://tech.ifeng.com/discovery/detail_2013_05/10/25145317_0.shtml

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6个答案
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桔子帮小帮主细胞生物学博士,果壳网研究员

2013-05-11 23:58

首先要知道,他们做的是斑马鱼, 斑马鱼的情况是,受精卵遗传了精细胞的甲基化组,同哺乳动物相反。哺乳动物是遗传卵细胞的甲基化组。
你问到的问题是演化机制。他们的研究侧重在细胞和发育层面,没说演化。如果你对过程还不很明确,比如什么是“遗传甲基化组",可以看看下面俩图,尤其是第二个图。
是这样做的实验,他们测了斑马鱼精子、卵细胞和受精卵的甲基化组,发现精细胞来的DNA保持甲基化(所以文章说"受精卵遗传了精细胞的甲基化组"),而卵细胞贡献的DNA则先去甲基化,再重新甲基化,以和精细胞贡献DNA的甲基化整体状况相匹配:

DNA甲基化是一种修饰,没啥神秘的……遗传信息还是来自双方的,不要怕。。但DNA甲基化这种修饰(尤其在基因启动子之类的地方)能调节基因的表达。这篇文章一个有意思的地方涉及到表观遗传学这个概念,就是说DNA修饰(甲基化)也可以遗传。这点不是你问题的关键,就不细说了。
好,现在回到你问的关于演化机制和演化意义。这一点都是推测。而我的推测是,一个受精卵遗传了来自卵细胞的甲基化组,还是遗传来自精细胞的,是物种确立那个时候所确定的。究竟是哪种方式,恐怕没有那么重要,关键在于保证:最终一个受精卵开始发育之前,它的来自父方的和来自母方的染色体的甲基化状况一致。这也是为什么大家都不去论证“遗传了父方的还是母方的各有什么好处”之类的命题……因为没有这样的优劣。。只要保障一致就可以了。

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小穷表观遗传博士生

2013-05-12 14:51



我是做组蛋白修饰的对DNA甲基化不熟,对着文章扯两句
泛泛而论的说, 精卵融合的时候,雄原核的甲基化早早就被抹去了,雌原核的甲基化还在。雌雄核融合后又经历一个甲基化抹去-重建的过程。
尽管在组织中,特异受母源和父源甲基化调控的基因都存在,(但是因为雄原核甲基化早早就被抹去了,受精过程中也没有带入太多细胞质进来) 大多数人认为在这个抹去-重建的过程中主要是受母源甲基化调控的----- 此段为我的脑补


额,翻出来最早的发现似乎在这里
Demethylation of the zygotic paternal genome.
nature, 2000
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10676950
研究者用甲基化抗体染了雌雄原核,发现在融合早期雄原核的甲基化不见了,雌原核的还在。
雌原核的甲基化在过了很久之后才慢慢被抹去。


十年之后,徐国良发现在雄原核甲基化变少的同时羟甲基化变多了,且羟甲基化DNA是去除甲基化的必须过程。注意看精卵融合后雄原核的hmc修饰变多,mc修饰减少。雌原核的甲基化和羟甲基化水平和雄原核有明显区别。

The role of Tet3 DNA dioxygenase in epigenetic reprogramming by oocytes
nature, 2011


总之甲基化水平的变化趋势如下,在很长一段时间内,雌核是受到甲基化调节的而雄核则没有被甲基化。

Fig. 4. Dynamic reprogramming of global methylation in mammalian preimplantation embryos. (a) The mouse paternal genome (blue) undergoes active demethylation while the maternal genome (red) is passively demethylated. De novo methylation (black line) is observed after the morula stage. (b) Bovine embryos show the same active and passive demethylation phases as the mouse up to the eight-cell stage, after which de novo methylation (black line) is observed. EM, embryonic and EX, extra-embryonic lineages.
Epigenetic reprogramming in early mammalian development and following somatic nuclear transfer,
Seminars in Cell & Developmental Biology, 2003

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支持者: 指间光阴

如果人在这方面有更充足的数据的话,我们所处的高龄社会,接踵而来体外受精所面临的各种问题的改善,孕期胎儿健康维护和预知等等都有说不完的意义。

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刷S1的妹纸发CELL了,泪流满面。。。。虽然我只是路人- -

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唧唧呱呱生物科学素养推广者

2013-05-13 22:10

天啊,我真的是生物系毕业的吗?

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