在兒童期保持卵細胞停滯是女性生育力的關鍵部分,近日,一項刊登在國際雜志Nature Structural & Molecular Biology上的研究報告中,來自巴布拉漢研究所(Babraham Institute)的研究人員通過研究闡明了表觀遺傳學在維持女性卵細胞發育停滯上扮演的關鍵角色,文章中,研究人員重點對名為MLL2的蛋白進行研究,結果發現,MLL2蛋白能夠產生一種不同模式的表觀遺傳標記,這對于卵細胞停滯(egg cell stasis)非常重要。
卵細胞受精后就預示著人類生命的開始,然而在出生之前女性的卵細胞就已經產生了,女性在整個兒童期卵細胞都處于停滯狀態直到成年期,如果卵細胞無法停滯其就會成為成熟的卵細胞,這樣女性將永遠不會有機會迎接新生命的到來,維持卵細胞處于停滯狀態主要包括在細胞的DNA中添加許多表觀遺傳標記,表觀遺傳標記能吸附到DNA上作為一種“腳注”,其就能提示基因的開啟和關閉。
研究人員想通過研究理解卵細胞中的這些表觀遺傳標記是從哪里來的,以及錯誤如何誘發疾病;在卵細胞中進行表觀遺傳學研究對于研究人員而言極具挑戰性,因為卵細胞中很少會出現表觀遺傳學現象,因此研究人員就必須開發出新型高度敏感性的方法來檢測少量細胞中的表觀遺傳標記。
利用研究人員所開發的方法,他們就發現,隨著卵細胞的發育,名為H3K4me3的表觀遺傳標記或許會蔓延至整個基因組,如今研究人員在很多細胞中都能發現和活性基因開始非常接近的標記,但他們還發現這在卵細胞中的角色似乎是不同的,研究者表示,MLL2蛋白主要負責卵細胞中H3K4me3的不尋常“放置”,如果沒有MLL2蛋白,卵細胞中大部分的H3K4me3標記就會消失,而且在獲得形成新生命的機會之前卵細胞就會死亡。
研究者Courtney Hanna表示,本文研究表明,表觀遺傳標記H3K4me3能夠通過兩種方式產生,MLL2能在不需要附近基因活性的情況下添加H3K4me3標記,而另外一項不需要利用MLL2的過程則會在活性基因附近添加相同的標記。通過對這種新型機制的研究,研究人員希望后期能夠擴大對表觀遺傳學機制的理解,同時也深入理解表觀遺傳標記在生育力方面所扮演的關鍵角色。
最后研究者Kelsey表示,如今我們剛開始理解表觀遺傳學機制和卵細胞發育之間的精細關聯,這是基礎生物學研究的一部分,其或許在母體向胎兒的信息傳遞過程中扮演著關鍵作用,類似本文的研究強調了高度重要細胞中所發生的不尋常的生物學過程,未來研究人員還將繼續深入研究來闡明童年期表觀遺傳學標記對于維持女性卵細胞停滯的重要性及作用。
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