Исследование, детализированное в статье, опубликованной сегодня в журнале PLOS Genetics, проливает свет на многослойный процесс того, как сперма и яйцо проводят информацию, необходимую для успешного воспроизводства. Хотя один слой – кодекс ДНК, который передан, новое исследование определяет информацию, не закодированную ДНК, так называемым «эпигенетическим» слоем информации, которая помогает клетке интерпретировать генетический код.Ученые знали эти «эпигенетические отметки», которые влияют на план развития новых эмбрионов, созданы, биологически изменив белки, названные гистонами, которые ответственны за то, что плотно намотали ДНК в клетках. Но новое исследование показывает, насколько отличительный отметки от сперматозоида от информации, прибывающей из ооцита или яйцеклетки.
«Мы смогли зарегистрировать множество отметок от папы, которые отличаются, чем, что передано от мамы», сказала Диана Чу, адъюнкт-профессор биологии в государстве SF. «Это исследование открывает новые пути для ученых, чтобы заняться расследованиями. Какова роль этих различных отметок? Почему они отличаются?»Чу и ее коллеги в государстве SF и Научно-исследовательском институте Scripps исследовали сперму и эмбрионы C. elegans червь, чтобы определить, который отмечает гистон, которые включают варианты гистона и модификации, были уникальны для спермы и отслеживают их во время формирования новых сперматозоидов и новых эмбрионов.
Они нашли, что количество подарка модификаций гистона в сперме – в 2.4 раза меньше, чем подарок числа в эмбрионах, указывая на широко распространенное стирание эпигенетических отметок, когда новые сперматозоиды сформированы. Но стирание неполное: Исследователи определили один вариант гистона и шесть модификаций гистона – и там вероятны еще много – которые сохранены в сперме и в конечном счете переданы новому эмбриону, потенциально помогая ей развиваться правильно.
«Если ДНК – книга, эти варианты и модификации – закладки», заявила Чу. «Они могут помочь клеткам прочитать книгу».Открытие добавляет другое измерение для ученых, чтобы исследовать, изучая сложный процесс того, как генетическая информация передана от родителей детям. Такое исследование имеет главные медицинские последствия, Чу добавила как и поведенческие беспорядки развития, которые могут не проявиться до лет или даже десятилетия в жизнь человека могут произойти на ранних стадиях embryotic развития.
«Эти различные уровни генетической и эпигенетической информации работают в комбинации», сказала она. «Если Вы не понимаете всех их, Вы не можете понять сложность, как клетки делятся правильно и как они создают человека, который может функционировать на многих разных уровнях в течение длительного периода времени».Дальнейшее исследование определит дополнительные эпигенетические отметки, которые уникальны для спермы, а также изучают более тесно роль и особенности определенного варианта гистона, назвал HTAS-1.
«Спецификация и глобальное перепрограммирование гистона эпигенетические отметки во время формирования гаметы и раннего развития эмбриона в C. elegans» Марком Сэмсоном, Маргарет М. Джоу, Кэтрин К.Л. Вонг, Колином Фитцпатриком, Аароном Аслэниэном, Исраэлем Сауседо, Родриго Эстрадой, Такаши Ито, парком Robin, Джоном Р. Йетсом III и Дианой С. Чу были изданы в выпуске 9 октября Генетики PLOS.
Исследование финансировалось через несколько грантов из Национального научного фонда.