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《Nature | 饮食诱导和精子线粒体 RNA 的表观遗传 》

  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2024-06-06

  • 2024年6月5日，德国环境健康研究中心（GmbH）的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs 的研究论文。

    该研究发现，受孕前2周时间的高脂饮食就会影响雄性小鼠的精子中线粒体编码的转运RNA（mt-tRNA），从而导致其雄性后代出现葡萄糖耐受不良等代谢问题。而肥胖的人类父亲的孩子也表现出类似的问题。这表明了父亲的饮食会影响自己的精子和孩子的健康。

    总的来说，这项研究进一步证实了父亲在受孕时的健康状况与后代代谢之间的相关性，证明了线粒体编码的tRNA（mt-tRNA）及其片段是饮食诱导的和通过精子传递的，并在生理条件下证明了mt-tRNA的表观遗传的代际传递。这项研究也提示我们，在生命过程中获得的表型（例如糖尿病和肥胖）是通过表观遗传机制跨代传递的。

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  • 《病毒的表观遗传调控》
    • 来源专题：病毒性肝炎防治
    • 编译者：李爱花
    • 发布时间：2014-12-18
    • 细胞产生了许多发现和抑制微生物感染的机制。模式识别受体(PRRs)的运用是其中之一。PRRs可表达于细胞表面、胞质、或内涵体，用于发现病原相关分子模式(PAMPs)或被损坏细胞释放的危险信号（如危险相关分子模式，DAMP）。PRR的激活可激发信号级联反应，导致抗微生物细胞因子的产生，包括Ｉ型干扰素。这些细胞因子反过来诱导基因的表达，如干扰素诱导基因(ISGs)，表现为抗微生物活性。除了PRRs，自噬是另一种细胞外防御机制。细胞以异体吞噬的方式用自噬清除细胞外病原体。病毒为了存活下来已经产生了不同的机制来抑制这些固有免疫反应。一个明显的例子是HCV NS3蛋白酶可将线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）切断。MAVS是能被HCV基因组RNA激活的胞浆模式识别受体RIG-I重要的下游接头分子。另一个例子是流感病毒NS1蛋白，结合E3泛素连接酶TRIM25防止器激活RIG-I。类似地，自噬通路可能被病毒抑制或被病毒利用于自身的复制中。前者以单纯疱疹病毒1的ICP34.5蛋白为代表。后者以HCV为代表，利用自噬增强它的复制。 在Ducroux等的报道中，作者展示了另一种病毒感染的细胞控制。通过运用一系列亲和纯化方法，作者发现Spindlin1是一种乙型肝炎病毒Ｘ蛋白（HBx）的结合对象。他们接下来发现Spindlin1能抑制HBV的复制，因为它的过表达减少了HBV RNA和DNA复制中间物的水平。相反，通过RNA干扰减少Spindlin1增强了HBV复制。他们指出Spindlin1对HBV的抑制效应是在转录水平，因为在核连缀(转录)分析中Spindlin1的过表达减少了HBV DNA的80％的转录活性，Spindlin1对HBV的效应具有特异性，细胞基因cyclinA2未观察到此现象。 Spindlin1有三个Tudor 样结构域并能结合至H3的三甲基赖氨酸4(H3K4me3)和不对称二甲基精氨酸8 (H3R8me2a)。通过染色质免疫共沉淀（ChIP）实验，Ducroux等揭示出Spindlin1能结合至HBV共价闭合环状DNA (cccDNA)基因组。有趣的是，这种结合在病毒基因组中HBx的表达消失后会增强，证明了HBx在Spindlin1结合至HBV基因组中的抑制作用。虽然减少Spindlin1实际上导致HBV cccDNA中H3K4me3水平明显增加，Spindlin1似乎并非通过H3K4me3结合至HBV cccDNA。研究结果表明Spindlin1通过结合至HBV cccDNA抑制H3的转录后修饰，从而与活性转录基因相关联。 Spindlin1对HSV-1 RNA的转录也呈现类似的抑制效应。
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  • 《Nature | 人类生殖系表观遗传重编程的体外重组》
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-05-26
    • 2024年5月20日，京都大学的研究人员在 Nature 期刊发表了题为In vitro reconstitution of epigenetic reprogramming in the human germ line的文章。 表观遗传重编程可重置亲代表观遗传记忆，并将原始生殖细胞（PGC）分化为有丝分裂的原精原细胞或卵原细胞，从而确保生殖细胞的性双态发育，实现全能性。体外重构人类表观遗传重编程仍是一项基本挑战。 该研究建立了一种稳健的策略，诱导多能干细胞（PSC）衍生的人类PGC样细胞（hPGCLCs）进行表观遗传重编程和分化，使其成为有丝分裂的原精原细胞或卵原细胞，并对其进行广泛扩增（约>1010倍）。引人注目的是，骨形态发生蛋白（BMP）信号是这些过程的关键驱动因素： BMP驱动的hPGCLC分化涉及丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节激酶（MAPK/ERK）通路以及DNA甲基转移酶（DNMT）新生和维持活性的减弱，这可能促进了复制耦合、被动的DNA去甲基化。另一方面，在人类生殖细胞中大量存在的一种活性DNA去甲基化酶--十七转位（TET）1缺乏的hPGCLC分化为胚外细胞（包括羊膜）时，带有二价启动子的关键基因会被去抑制；这些细胞不能完全激活对精子发生和卵子生成至关重要的基因，其启动子仍处于甲基化状态。 该研究阐明了人类表观遗传重编程的框架，在人类生物学领域取得了根本性进展，并通过生成大量有丝分裂原精原细胞和类卵原细胞，为人类体外配子生成（IVG）研究及其在生殖医学领域的潜在应用树立了里程碑。
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