印記基因——經(jīng)典孟德爾遺傳學(xué)認(rèn)為所有父系及母系等位基因有同等表達(dá)，但隨著對(duì)遺傳學(xué)研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)了一種成為基因印記的非孟德爾遺傳現(xiàn)象，它指在配子或合子發(fā)生期間，來(lái)自親本的等位基因或染色體在發(fā)育過程中產(chǎn)生專一性的加工修飾，導(dǎo)致后代體細(xì)胞中兩個(gè)親本來(lái)源的等位基因有不同的表達(dá)方式，又稱遺傳印記或配子印記。它是一種伴有基因組改變的非孟德爾遺傳形式，可遺傳給子代細(xì)胞，但并不包括DNA序列的改變。  

研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的基因沉默機(jī)制，將有助于開發(fā)出更安全的體外受精甚至動(dòng)物克隆方法。  

我們每個(gè)人都從父母那里繼承了兩組基因，一組來(lái)母親，一組來(lái)自父親。但是對(duì)于一小部分等位基因而言，僅有一個(gè)拷貝的基因可以發(fā)揮功能，而另一個(gè)拷貝的基因則會(huì)終生沉默，這種機(jī)制叫做印記。許多印記基因?qū)ε咛ズ吞撼錾蟮纳L(zhǎng)發(fā)育有重要的調(diào)節(jié)作用，對(duì)行為和大腦的功能也有很大的影響，印記基因的異常同樣可誘發(fā)癌癥?？上攵?，如果印記基因中本該失活的拷貝沒有被關(guān)閉，會(huì)產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果。印記不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致一系列遺傳病，如安格爾曼綜合征（印記太多導(dǎo)致一對(duì)等位基因都被沉默）或者貝克威斯偉德曼氏癥（印記太少，導(dǎo)致兩個(gè)等位基因都表達(dá)）。  

這種機(jī)制也就是獅子和老虎可以有兩種后代的原因：如果雌性為獅子，那么后代就是虎獅獸--通常比父母種系都??；如果雌性為老虎，那么后代就是獅虎獸--通常比父母種系都大。導(dǎo)致這種體型和外觀差別的部分原因就是遺傳自父母的基因印記差別。一個(gè)叫做甲基化（甲基結(jié)合到其靶向沉默的基因上）的過程控制著印記的發(fā)生。  

盡管人工受精（如人體外受精或者動(dòng)物克?。┻^程中，有時(shí)會(huì)發(fā)生不恰當(dāng)?shù)挠∮浕蛘卟磺‘?dāng)?shù)挠∮涍z傳。然而，一項(xiàng)最新研究為逆轉(zhuǎn)這種錯(cuò)誤的印記帶來(lái)了希望。這個(gè)由Yi Zhang研究員領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了另一種細(xì)胞沉默印記基因的方法--將組蛋白粘附在錯(cuò)誤等位基因上。  

通過修飾使一個(gè)叫做H3K27的基因攜帶上甲基，研究人員成功地降低了小鼠體內(nèi)一些印記基因的活性。他們還發(fā)現(xiàn)了小鼠體內(nèi)76個(gè)可能屬于印記基因的基因，這個(gè)數(shù)字相當(dāng)驚人，因?yàn)槠駷橹剐∈篌w內(nèi)只找到了150個(gè)印記基因，而人體內(nèi)只找到了約300個(gè)印記基因。  

盡管還需要更多研究探索這些印記基因，Zhang說道，但是這是一個(gè)認(rèn)知上的突破，其背后的新機(jī)制揭示了印記的重要性。也許正是該團(tuán)隊(duì)描述的這種機(jī)制參與清除不當(dāng)?shù)挠∮浀任换?，防止它們引起機(jī)體損傷。  

該文章注意到，體外受精或者類似方法產(chǎn)生的孩子更容易發(fā)生印記紊亂，但是目前并不清楚背后的原因：可能是遺傳，也可能是受精操作過程產(chǎn)生了不為人知的影響。但是Zhang認(rèn)為他們的發(fā)現(xiàn)為那些懷孕困難的父母帶來(lái)了希望，將幫助開發(fā)出能夠產(chǎn)生更健康胎兒的技術(shù)。  

此外，印記不當(dāng)也可能是我們克隆健康動(dòng)物很難成功的原因。通常，這個(gè)過程需要先清除前體細(xì)胞中的標(biāo)記然后再給精子或者卵細(xì)胞添加標(biāo)記。過去的研究表明這個(gè)過程中哪怕微小的錯(cuò)誤也會(huì)導(dǎo)致克隆胚胎嚴(yán)重的發(fā)育障礙。  

“這種新的印記機(jī)制也許為靶向這些發(fā)育障礙提供靶標(biāo)。”Zhang總結(jié)道。  

這篇題為Maternal H3K27me3 controls DNA methylation-independent imprinting的文章近日發(fā)表在Nature雜志上。  

原文出處：Second gene-silencing mechanism found, could lead to viable clones and safer in vitro

原標(biāo)題：Nature：新的基因沉默方式將助于另類遺傳病的防治