德国慕尼黑Helmholtz中心的科学家团队展示了精子和卵子结合形成受精卵之后DNA的直接环境变化。这个结果解释了为什么受精卵可以发育成所有的体细胞。这项研究已发表在《Genes and Development》上（点击左下角阅读原文）。 在经常被提到的生命奇迹发生的前几个月，还有很多事情是科学家们无法完全理解的。比如，单个细胞是如何成为整个有机体所有细胞的起源。弄清楚这个问题的答案是Maria-Elena Torres-Padilla教授的目的，她是慕尼黑Helmholtz中心表观遗传学和干细胞学院的负责人。 研究人员解释说：“我们尤其感兴趣的是，细胞如何能够分裂这么多次，并且以如此多种不同的方式，比如分裂成皮肤细胞、肝细胞和心脏细胞。”在当前的研究中，她和她的团队通过检测染色质来弄清楚这个问题，染色质指的是DNA及其周围的蛋白组成的复合物。她说：“我们研究特定的组蛋白在受精之后如何变化，这让我们能够解释一种新的机制。” 小附着，大影响 图片中展示了一个正常的小鼠胚胎（上方的2个图片）和Suv4-20额外表达的小鼠胚胎（下方的2个图片，甲基化以红色显示）。虽然没有组蛋白修饰的细胞会复制DNA（少量的黄色细胞）并进行细胞分裂，但是有Suv4-20表达的细胞被困在了复制状态（大量的黄色细胞）而不能进行细胞分裂。 研究人员发现，Suv4-20h2分子（一种所谓的组蛋白甲基转移酶）在染色质上游走，并且导致组蛋白接上一些甲基而发生甲基化，当这些化学变化的增加发生改变时，细胞的分裂和发育就会受到抑制。但是一旦发生了受精，这些附着物就会消失，受精卵就会发生成新的有机体。 为了确认这些结果，研究人员使用一种实验模型对保持受精卵中的Suv4-20h2活性的作用进行了测试。论文的第一作者博士生Andre Eid解释说：“我们能够证明，在这种情况下，甲基仍然在组蛋白上。这会抑制受精卵的进一步发育，因此在第一次分裂之后就停止分裂。” 在进一步的实验中，研究团队发现这种机制可能是基于这样一个事实，组蛋白表面的甲基导致遗传物质在复制时的缺陷，这种缺陷会引起复制的“检查点”，因此细胞循环会陷入停滞。 Torres-Padilla说：“这项研究结果使我们理解了染色质与细胞发育成其他类型细胞的能力（细胞的全能性）之间的关系。”这对人类胚胎学和特定癌症的理解是很重要的一步，在某些癌症中，细胞也会表现出相似的机制，这种机制会影响细胞的生长速率。 本公众号由中国科学院微生物研究所信息中心承办 |
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