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父親的飲食可影響孩子未來的健康

發布時間:2017-08-22 瀏覽次數:次 字號:  【關閉】
兩項最新研究證明,父親的飲食可影響其精子中特定的小RNAs的濃度,這轉而又會影響其后代中的基因調控。這些結果給雄性生活方式可影響其后代途徑的日益增長的名單添加了又一個因素,這些方式包括通過精子表觀基因組、微生物組傳遞及精液信號傳導。
  在第一項研究中,中國科學院Qi Chen等用喂養高脂飲食(HFD)小鼠,同時用給對照組雄性小鼠喂食正常飲食(ND),然后讓兩組動物的精子給卵子受精。雖然兩組小鼠后代出生后16周內體重無明顯差別,但在7周時HFD組父親后代小鼠出現糖耐量受損和胰島素抵抗,這是糖尿病前期的典型表現,在15周時這種變化更嚴重。
  為評估精子RNA是否促成了在兩種父親后代的這些差異,研究人員對來自這兩組小鼠RNAs進行了提純,將它們注射到正常受精卵內。HFD后代血糖和胰島素濃度明顯增高,但胰島素敏感性沒有出現差異。這些結果表明,來自HFD雄性精子的RNAs含有可誘導葡萄糖不耐受(但不是胰島素抵抗)的信息。進一步的研究確認了某些含有大約30-34個核苷酸的tRNAs是引起HFD后代葡萄糖不耐受的原因。ND和HFD后代間進行全基因組比較發現,在HFD組中,與酮、碳水化合物、單糖類代謝有關的基因有明顯下調。
  第二項研究來自馬薩諸塞大學醫學院基因組學家OliverRando,研究觀察了進食低蛋白(LP)飲食小鼠精子內RNA濃度的改變。研究證明,來自睪丸未成熟精子的小RNAs與飲食作用沒有相關性,然而對附睪中成熟精子內的小RNA進行測序則揭示了某些RNAs的向上調控。該團隊接著在LP小鼠和對照小鼠精子內進行RNA分離,他們發現在LP組中某種RNA的濃度特別高;這種RNA是tRNA-Gly-GCC。進一步的分析顯示,tRNA-Gly-GCC會抑制某個基因亞組,其中包括反轉錄單元MERVL。這些結果連同Chen等人的結果展示了精子內的RNA是如何受到飲食影響及它是如何引起后代基因調控改變并與代謝障礙相關的。
  這些研究的共同說明了tRNA是一種新的表觀遺傳學調節分子。表觀遺傳學是最近10多年來生物醫學研究的熱點領域,主要是發現許多遺傳表型不是決定于基因組,而是來自某些影響和基因表達的調節因素,這些調節因素可以通過某些分子和機制跨代遺傳,其中研究比較多的有DNA甲基化,組蛋白乙酰化,也有許多研究發現各種調節RNA如miRNA也是參與表觀遺傳學調節的重要因子。最新研究發現tRNA也是一種表觀遺傳學調節因子,是過去沒有發現的新的表觀遺傳學調節模式。
  tRNA的經典作用是蛋白質合成,近年研究發現這些分子片段也能對其他細胞功能產生調節作用。Rando說,對這些分子的功能單元進行深入分析可能會引起更多有意思的研究。兩項研究都說明,tRNA能改變基因活性。Rando等發現阻斷胚胎干細胞的一個tRNA片段竟然能增加70多基因表達活性
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