我國(guó)科學(xué)家率先發(fā)現(xiàn)人類胚胎激活機(jī)制 揭示發(fā)育進(jìn)化奧秘
新華網(wǎng)北京3月9日電(王瑩)人類的生命從受精卵開始,一個(gè)受精卵如何發(fā)育成一個(gè)含有200多種細(xì)胞類型、36個(gè)重要器官的復(fù)雜有機(jī)體,是生命科學(xué)最大的難題之一。近日,中國(guó)科學(xué)院北京基因組所與國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)合作,在國(guó)際上首次揭示了人類胚胎進(jìn)行有序基因表達(dá)、發(fā)育進(jìn)化的奧秘。研究成果在今天發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上。
科學(xué)研究表明,人類體內(nèi)的各種細(xì)胞幾乎都有大量基因的表達(dá)。然而,人受精之后大約有兩天的時(shí)間非常特殊,這段時(shí)間的胚胎幾乎沒有基因表達(dá)。如何讓人的基因開始表達(dá),哪些基因會(huì)先表達(dá)、哪些基因后表達(dá),一直以來都是研究難點(diǎn)。中科院北京基因組所劉江團(tuán)隊(duì)克服研究材料缺乏的難題,建立了微量細(xì)胞的研究方法,在國(guó)際上首次研究了人類胚胎基因組的激活機(jī)制??茖W(xué)家們找到了啟動(dòng)人類基因組表達(dá)的關(guān)鍵分子(Oct4),發(fā)現(xiàn)在進(jìn)化歷史中,最先出現(xiàn)的基因(老基因)會(huì)先表達(dá)、而最后出現(xiàn)的基因往往會(huì)后表達(dá)。究其原因是細(xì)胞設(shè)定程序讓老基因的調(diào)控開關(guān)最先被打開。
記者了解到,該研究還揭示了人類進(jìn)化的一個(gè)重要新機(jī)制。科學(xué)研究表明,DNA的突變會(huì)引起人類的進(jìn)化,DNA序列中有一類被稱為轉(zhuǎn)座子的DNA片段,它們常常會(huì)從一個(gè)區(qū)域跳到另一個(gè)區(qū)域,這種跳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生DNA突變??茖W(xué)家們?cè)谠撗芯恐信袛噢D(zhuǎn)座子引起人類進(jìn)化的重要原因是引起人類進(jìn)化的轉(zhuǎn)座子恰恰主要在胚胎中處于活躍狀態(tài),使人類基因組產(chǎn)生新突變,而只有在胚胎中產(chǎn)生的突變,才更可能傳遞到后代中,從而引起人類的進(jìn)化。
中科院北京基因組所劉江團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于胚胎發(fā)育研究,此前已連續(xù)三次在《細(xì)胞》雜志發(fā)表文章,揭示DNA甲基化圖譜在哺乳動(dòng)物和魚類的繼承規(guī)律,更新了關(guān)于受精后DNA甲基化圖譜重編程的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)。本次的研究成果打開了認(rèn)識(shí)人類胚胎發(fā)育基因表達(dá)調(diào)控的大門,使我國(guó)在人類發(fā)育領(lǐng)域的研究中處于國(guó)際領(lǐng)先地位,這一研究成果將會(huì)為人類的優(yōu)生優(yōu)育提供理論基礎(chǔ)。