近日《Science》雜志發(fā)表成果，中國科學院動物研究所周琪、段恩奎研究組與中國科學院上海生命科學研究院營養(yǎng)科學研究所翟琦巍研究組合作，在高脂飲食誘導的父代肥胖小鼠模型中，發(fā)現一類成熟精子中高度富集的小RNA（tsRNAs）可作為一種表觀遺傳信息的載體，將高脂誘導的父代代謝紊亂表型傳遞給子代。

很多證據表明，上一代在環(huán)境壓力下產生的某些獲得性性狀可以“記憶”在配子中并遺傳給下一代。隨著人類生活環(huán)境和生活/飲食習慣的巨大改變，這種獲得性遺傳形式對人類繁衍及子孫健康具有深遠的影響。這種獲得性性狀的跨代遺傳涉及DNA序列之外的表觀遺傳信息在配子中的存儲及傳遞，而破解這些表觀遺傳信息是該領域的一個主要挑戰(zhàn)。

動物所科學家于在哺乳動物成熟精子中首次發(fā)現了一類進化上保守、來源于tRNA5’端序列、且高度富集在30-34nt的新型小RNA--tsRNAs(tRNA-derivedsmallRNAs)，這種tsRNAs可作為一種父源信息在受精時進入卵子(,CellRes)。隨后進一步發(fā)現tsRNAs可通過序列上的核酸修飾維持其穩(wěn)定性，且在機體應激等情況下發(fā)生敏感變化(,JMolCellBiol)，故推測tsRNAs及其RNA修飾可能作為一種表觀遺傳信息的載體，將環(huán)境誘導的獲得性性狀經配子（精子）傳遞到子代。 該研究中，研究組通過將高脂飲食誘導的肥胖小鼠的精子總RNA注射進正常的受精卵，發(fā)現其出生的子代小鼠在正常飲食下也會出現類似于父代肥胖小鼠的糖代謝紊亂，這提示肥胖小鼠精子RNA中攜帶有傳遞父代獲得性性狀的表觀遺傳信息。進一步分析發(fā)現：父代肥胖小鼠模型中精子tsRNA的表達譜以及RNA修飾譜均發(fā)生了顯著的變化。通過分離肥胖小鼠精子中的tsRNA片段并注射到正常受精卵內，發(fā)現tsRNA能像總RNA一樣誘導子代代謝紊亂，而注射其它片段的精子RNA則不能引發(fā)代謝紊亂。這些證據提示精子tsRNAs對介導獲得性性狀的跨帶傳遞是至關重要的。

進一步檢測發(fā)現，注射肥胖小鼠精子tsRNA的早期胚胎以及后代小鼠胰島的轉錄組發(fā)生了明顯變化，變化基因集中在代謝通路上；但這些變化與基因CpG島的DNA甲基化程度并不相關，提示精子tsRNA的作用并非通過調節(jié)DNA甲基化來實現。

該研究從精子RNA角度為研究獲得性性狀的跨代遺傳現象開拓了全新的領域，未來關于精子tsRNA及其修飾譜在早期胚胎發(fā)育調節(jié)中的作用機制將是領域內亟待解決的關鍵問題。

文章于12月31日在Science雜志在線發(fā)表：SpermtsRNAscontributetointergenerationalinheritanceofanacquiredmetabolicdisorder.Science.PublishedOnlineDecember31.DOI:10.1126/science.aad7977。

Science同時發(fā)表了題為Areyouinheritingmorethangenesfromyourfather?的專題點評。

該研究獲得了中國科學院、科技部以及國家基金委的支持。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/929165.html

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