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              人胚胎的形成始于精子細(xì)胞對(duì)卵母細(xì)胞的受精
              
			
              
				2019-06-24 09:39:25
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              人胚胎的形成始于精子細(xì)胞對(duì)卵母細(xì)胞的受精。這產(chǎn)生受精卵，原始細(xì)胞攜帶一個(gè)拷貝，每個(gè)母本和父本基因組。然而，這種遺傳信息只有在受精卵分裂幾次后才開始表達(dá)。但是直到現(xiàn)在才知道這個(gè)過程被稱為“合子基因組激活”。EPFL科學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)，DUX蛋白家族成員負(fù)責(zé)點(diǎn)燃新生胚胎的基因表達(dá)程序。發(fā)表于Nature Genetics，這一發(fā)現(xiàn)是發(fā)育生物學(xué)的里程碑。
              

              人胚胎的形成始于精子細(xì)胞對(duì)卵母細(xì)胞的受精
              

              EPFL的Didier Trono實(shí)驗(yàn)室的博士后Alberto de Iaco開始研究一項(xiàng)看似無關(guān)緊要的研究，研究患有一種肌營養(yǎng)不良癥的患者，其中突變導(dǎo)致肌肉細(xì)胞產(chǎn)生一種名為DUX4的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)通常僅被檢測(cè)到在人類胚胎發(fā)育的最早階段。
              

              De Iaco還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DUX4在肌肉細(xì)胞中被強(qiáng)制產(chǎn)生時(shí)，它會(huì)打開在合子基因組激活過程中表達(dá)的一整套基因。這是首次表明DUX4可能成為這一開創(chuàng)性事件的關(guān)鍵監(jiān)管者。
              

              為了證實(shí)這一點(diǎn)，研究人員分析了公開數(shù)據(jù)，以確定在胚胎發(fā)育的最初幾天內(nèi)人類基因組的哪些成分被表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)DUX4是此階段表達(dá)的最早基因之一，在合子基因組激活之前釋放出高濃度的蛋白質(zhì)產(chǎn)物。
              

              與此相關(guān)，科學(xué)家們可以證明DUX4蛋白與合子基因組激活過程中誘導(dǎo)的基因調(diào)控區(qū)域結(jié)合，刺激它們的表達(dá)。
              

              接下來，他們研究了小鼠胚胎干細(xì)胞，其中含有DUX4基因的小鼠版本(簡(jiǎn)稱為DUX)。在培養(yǎng)中，這些細(xì)胞中的一小部分在任何給定時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出2細(xì)胞期胚胎的基因表達(dá)模式，然后循環(huán)回到更先進(jìn)的胚胎細(xì)胞的特征。但是當(dāng)EPFL研究人員刪除了DUX基因時(shí)，這個(gè)過程停止了，2細(xì)胞階段樣亞群的出現(xiàn)被抑制了。
              

              當(dāng)EPFL科學(xué)家使用CRISPR / Cas9基因組編輯從受精小鼠卵母細(xì)胞中去除DUX基因時(shí)，最后一條證據(jù)就出現(xiàn)了。這完全阻止了合子基因組的活化，并且排除了胚胎的生長超過了前幾個(gè)細(xì)胞分裂。
              

              該研究指向DUX4，并且通過擴(kuò)展DUX蛋白家族，作為主要調(diào)節(jié)因子，負(fù)責(zé)在人類，小鼠和可能所有胎盤哺乳動(dòng)物的胚胎生命的最早階段啟動(dòng)基因組表達(dá)。
              

              “一個(gè)古老的謎團(tuán)得到了解決，”Didier Trono說。“該研究揭示了什么觸發(fā)了最終使我們成為現(xiàn)實(shí)的遺傳程序。它還可以幫助我們了解某些不孕癥病例，并可能指導(dǎo)DUX相關(guān)肌肉營養(yǎng)不良的新療法的開發(fā)”。
              

              他和他的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在對(duì)于在我們的胚胎生命的最初幾個(gè)小時(shí)內(nèi)可以釋放出這個(gè)主要調(diào)節(jié)器的短暫而又如此重要的生產(chǎn)的東西感到好奇。
              
			

			
                
              
			
              
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