受損的DNA復(fù)制可導(dǎo)致幾代遺傳的表觀遺傳變化
細(xì)胞分裂是更新組織和器官細(xì)胞的關(guān)鍵。細(xì)胞分裂至關(guān)重要的有兩個特定過程:胚胎發(fā)育和腫瘤發(fā)生。在細(xì)胞分裂期間復(fù)制DNA的過程中的錯誤可導(dǎo)致遺傳改變,因此受損的DNA復(fù)制是眾所周知的癌癥標(biāo)志和基因組不穩(wěn)定的驅(qū)動因素。
現(xiàn)在,基因組調(diào)控中心(CRG)與Josep Carreras白血病研究所(IJC)和健康科學(xué)研究所Germans Trias i Pujol(IGTP)合作的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA復(fù)制受損也會導(dǎo)致大的表觀遺傳變化。他們的研究是在蠕蟲(模式生物Caenorhabditis elegans)中進(jìn)行的,表明這些全基因組表觀遺傳改變建立了新的基因表達(dá)狀態(tài),可以遺傳多達(dá)五代。這是表觀遺傳變異的跨代遺傳的一個突出例子,這意味著兩個人的基因表達(dá)可能因其祖先所經(jīng)歷的壓力而不同。
由ICREA研究教授和CRG Ben Lehner組長領(lǐng)導(dǎo)的研究人員也確定了導(dǎo)致這些表觀遺傳變化的機制。“為了確保細(xì)胞的正常功能并最終保持生物體的健康,重要的是保持某些基因活躍而其他基因保持沉默。在細(xì)胞內(nèi)部,有一些稱為異染色質(zhì)的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物可防止基因在它們不應(yīng)該被激活時被激活。最初,我們注意到人工插入蠕蟲基因組并且通常被異染色質(zhì)沉默的基因在攜帶DNA復(fù)制蛋白質(zhì)突變的動物中被激活,“Tanya Vavouri CRG alumna目前是IJC和IGTP的組長,也是合著者。這項研究。“也被異染色質(zhì)沉默也被激活了。出乎意料的是,這種基因在沒有攜帶DNA復(fù)制突變的動物中被不適當(dāng)?shù)丶せ盍宋宕?,但是有祖先做過,“她補充道。
“我們的研究結(jié)果表明,受損的DNA復(fù)制不僅會導(dǎo)致遺傳改變,還會導(dǎo)致可以穩(wěn)定遺傳的全基因組表觀遺傳變化,”該論文的高級作者Ben Lehner說。表觀遺傳學(xué)中的一個重要問題是表觀遺傳狀態(tài)在世代之間傳播的程度。萊納和合作者正在從許多不同角度解決這個問題和其他問題。他們以前曾報道,一些溫度誘導(dǎo)的基因表達(dá)變化也可以在世代之間遺傳。“我們希望我們的工作能夠改變?nèi)藗儗δ[瘤發(fā)生和胚胎發(fā)育過程中復(fù)制壓力影響的看法 以及關(guān)于代際遺傳,“他總結(jié)道。
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