Cell Stem Cell挑戰(zhàn)傳統(tǒng)觀點：一些基因從開始就被開啟了
科學家們發(fā)現(xiàn)，人類胚胎中的基因在受精后迅速變得活躍，這為人類胚胎生命的開始打開了一扇新的窗口。
小鼠單細胞胚胎顯示出兩個原核:人類的版本是相似的，它們?yōu)槲磥戆l(fā)展所做的忙碌準備仍然是一個謎。
一些基因從一開始就活躍的這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的觀點，后者認為基因在人類胚胎中只有在受精后的兩到三天，由4到8個細胞組成時才會活躍起來。
這項新發(fā)現(xiàn)的活動開始于單細胞階段——比之前認為的要早得多——有望改變我們對自身發(fā)育起源的看法。
這項研究發(fā)表在今天的《細胞干細胞》雜志上，由巴斯大學的 Tony Perry 教授、劍橋大學的Giles Yeo博士和Matthew VerMilyea博士共同領導。
這一研究團隊利用一種稱為 RNA 測序的方法，對單個人類卵子和單細胞胚胎進行了精確分析，詳細列出基因活動跡象，也就是 RNA 轉(zhuǎn)錄物。它揭示了數(shù)百個基因在人類單細胞胚胎中覺醒。由于基因活動開始時很小，以前的技術不夠靈敏，無法檢測到它。但這項研究中使用的先進的 RNA 測序能夠揭示甚至很小的變化。
Perry 教授說：“這是對我們所有人都經(jīng)歷的生物過程開始的第一次很好的觀察——通過單細胞胚胎階段的過渡。沒有基因組覺醒，發(fā)育就會失敗，所以這是一個基本步驟。”
研究小組還發(fā)現(xiàn)，在單細胞胚胎中激活的許多基因一直保持開啟狀態(tài)，直到四到八個細胞階段，此時它們被關閉。
“在早期胚胎中似乎有一種基因轉(zhuǎn)變工作：第一個轉(zhuǎn)變在受精后不久就開始了，在單細胞胚胎中，第二個轉(zhuǎn)變在八細胞階段接管”。
人類基因組覺醒告訴我們什么
在人類受精的那一刻，精子和卵子的基因組(所有基因的集合)是不活躍的：精子和卵子依賴于它們形成時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄本，獲取調(diào)節(jié)其特征的指令。
轉(zhuǎn)錄本為所有細胞提供基本指令，胚胎細胞也不例外。這意味著在新胚胎中喚醒親本（精子和卵子）基因組是必不可少的。但是，這種情況何時以及如何發(fā)生的呢？
了解基因組覺醒的過程很重要：它是發(fā)育拼圖的關鍵部分，有助于更好地了解疾病、遺傳和不孕癥?？茖W家們發(fā)現(xiàn)了一些可能會在早期胚胎中發(fā)揮作用的活化基因，但其他基因的作用是未知的，可能指向我們尚不了解的胚胎事件。
該團隊的發(fā)現(xiàn)還揭示了基因是如何被激活的?！半m然人們認為激活的觸發(fā)因素來自卵子，但尚不清楚是如何發(fā)生的；現(xiàn)在我們知道涉及哪些基因，我們可以定位它們的地址并使用分子技術找出答案?！?/p>
與癌癥的聯(lián)系
值得注意的是，可能觸發(fā)基因激活的候選因素包括通常與癌癥相關的因素，例如一些眾所周知的致癌基因。這導致研究人員推測，已知在癌癥中行為不當?shù)囊蛩氐淖匀弧⒔】底饔檬菃拘褑渭毎咛ブ械幕?。如果這被證明是正確的，該團隊的發(fā)現(xiàn)可以闡明引發(fā)癌癥的事件，提供新的診斷和預防機會。
這些發(fā)現(xiàn)還對獲得性特征的遺傳具有臨床意義，例如肥胖：體重增加的父母似乎會將這種特征傳遞給他們的孩子。尚不清楚這些獲得性特征是如何傳遞的，但在受精后改變基因激活是一種可能的機制。
正如劍橋醫(yī)學研究委員會代謝疾病部門的 Yeo 博士所說，“如果屬實，我們應該能夠在一個細胞階段看到這種改變的基因激活特征?！?/p>
該團隊還研究了無法繼續(xù)發(fā)育的不健康的單細胞胚胎，發(fā)現(xiàn)它們的許多基因未能激活。異常胚胎已被用于評估人類可遺傳基因組編輯的方法，但新發(fā)現(xiàn)表明它們可能不適合作為可靠的測試系統(tǒng)。
