基础医学

研究发现父亲饮食改变后代新陈代谢

作者:赵熙熙 来源:中国科学报 日期:2016-01-05
导读

          这期《科学》杂志同时发表了由中国科学家完成的一项父代精子RNA与子代关系研究,从另一个角度印证了这一独特的遗传现象。

  小鼠精子不但包含DNA,还有能够改变后代新陈代谢的RNA片段。图片来源:《科学》

  雄鼠将一项意想不到的遗产传给了它们的子孙。发表在最新出版的美国《科学》杂志上的一项研究表明,啮齿动物精子携带的核糖核酸(RNA)片段能够改变后代的新陈代谢。这项研究关注的RNA通常会参与蛋白质的合成,因此这一发现指向了一种非常规的继承方式。华盛顿州西雅图市太平洋西北糖尿病研究所遗传学家Joseph Nadeau表示,这项结果“激动人心且令人吃惊,但却并非不可能”。

  这期《科学》杂志同时发表了由中国科学家完成的一项父代精子RNA与子代关系研究,从另一个角度印证了这一独特的遗传现象。

  所谓“不可能”是生物学家曾经描述的表观遗传,而不是一个脱氧核糖核酸(DNA)序列在世代间传递的一个特征。然而近些年来,研究人员却发现了很多案例。例如,一只雄鼠的饮食和压力水平能够影响后代的新陈代谢。

  研究人员依然在尝试确定后代如何继承父亲的代谢属性及生理状态。一些证据指向了DNA的化学修饰。而由费城宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院神经系统科学家Tracy Bale及同事进行的另一项工作发现,哺乳动物的精子能够包含被称为微小RNA的基因调控分子。

  新的研究突出了一种不同类型的RNA——转移RNA(tRNAs)。在这项研究中,伍斯特市马萨诸塞大学医学院基因组学家Oliver Rando与同事对一个表观遗传案例进行了钻研。在该案例中,用低蛋白饮食喂养的小鼠后代表现出涉及胆固醇与脂类代谢的基因的活性升高。

  当Rando的研究团队对缺乏蛋白雄鼠的精子进行分析后,他们发现几种tRNAs片段的数量增加。研究人员推断,精子在通过附睾——来自使细胞成熟的睾丸的一根输送管道——的时候获得了大部分的片段。

  雷诺市内华达大学医学院生殖生物学家Qi Chen表示:“我们发现了可以把父亲与后代联系起来的另一条途径。”

  尽管tRNA最出名的是在蛋白质合成中的作用,但它们的片段也出现在其他细胞状况中。Rando说:“这些很好理解的功能单元还可以有非常有趣的兼职功能。”这项研究表明,RNA能够改变基因活性。Rando与同事抑制了胚胎干细胞中的一个tRNA片段,并增强了大约70个基因的活性。

  Bale表示:“这篇论文在深挖表观遗传机制方面真的令人印象深刻。”而Nadeau说,它将有助于克服识别“负责基因序列外遗传的分子”带来的挑战。

  英国剑桥大学发育内分泌学家Susan Ozanne表示,研究人员如今需要摸清“这些变化的持久性如何,以及它们多快就可以通过饮食被逆转过来”。Chen强调,RNA片段的影响并不一定都是有害的。他预测:“如果一种不良的饮食习惯能够影响我们,我认为一种健康的饮食习惯也可以用同样的方式影响我们。”

  《中国科学报》 (2016-01-05 第2版 国际)

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