科学家在女性生育力研究方面取得重大发现!

2018-01-03 生物谷 Nat Struct & Mol Biol
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 在儿童期保持卵细胞停滞是女性生育力的关键部分,近日,一项刊登在国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上的研究报告中,来自巴布拉汉研究所(Babraham Institute)的研究人员通过研究阐明了表观遗传学在维持女性卵细胞发育停滞上扮演的关键角色,文章中,研究人员重点对名为MLL2的蛋白进行研究,结果发现,MLL2蛋白能够产生一种不同模式的表观遗传标记,这对于卵细胞停滞(egg cell stasis)非常重要。

图片来源:Courtney Hanna, Babraham Institute

卵细胞受精后就预示着人类生命的开始,然而在出生之前女性的卵细胞就已经产生了,女性在整个儿童期卵细胞都处于停滞状态直到成年期,如果卵细胞无法停滞其就会成为成熟的卵细胞,这样女性将永远不会有机会迎接新生命的到来,维持卵细胞处于停滞状态主要包括在细胞的DNA中添加许多表观遗传标记,表观遗传标记能吸附到DNA上作为一种“脚注”,其就能提示基因的开启和关闭。

研究人员想通过研究理解卵细胞中的这些表观遗传标记是从哪里来的,以及错误如何诱发疾病;在卵细胞中进行表观遗传学研究对于研究人员而言极具挑战性,因为卵细胞中很少会出现表观遗传学现象,因此研究人员就必须开发出新型高度敏感性的方法来检测少量细胞中的表观遗传标记。

利用研究人员所开发的方法,他们就发现,随着卵细胞的发育,名为H3K4me3的表观遗传标记或许会蔓延至整个基因组,如今研究人员在很多细胞中都能发现和活性基因开始非常接近的标记,但他们还发现这在卵细胞中的角色似乎是不同的,研究者表示,MLL2蛋白主要负责卵细胞中H3K4me3的不寻常“放置”,如果没有MLL2蛋白,卵细胞中大部分的H3K4me3标记就会消失,而且在获得形成新生命的机会之前卵细胞就会死亡。

研究者Courtney Hanna表示,本文研究表明,表观遗传标记H3K4me3能够通过两种方式产生,MLL2能在不需要附近基因活性的情况下添加H3K4me3标记,而另外一项不需要利用MLL2的过程则会在活性基因附近添加相同的标记。通过对这种新型机制的研究,研究人员希望后期能够扩大对表观遗传学机制的理解,同时也深入理解表观遗传标记在生育力方面所扮演的关键角色。

最后研究者Kelsey表示,如今我们刚开始理解表观遗传学机制和卵细胞发育之间的精细关联,这是基础生物学研究的一部分,其或许在母体向胎儿的信息传递过程中扮演着关键作用,类似本文的研究强调了高度重要细胞中所发生的不寻常的生物学过程,未来研究人员还将继续深入研究来阐明童年期表观遗传学标记对于维持女性卵细胞停滞的重要性及作用。

原始出处:

Courtney W. Hanna, Aaron Taudt, Jiahao Huang, et al. MLL2 conveys transcription-independent H3K4 trimethylation in oocytesNature Structural & Molecular Biology (2018) doi:10.1038/s41594-017-0013-5