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孙青原研究组有关父亲诱导的糖尿病易感性跨代遗传机制的研究成果在PNAS上发表
来源:中国科学院动物研究所 时间:2014-02-20

越来越多的证据表明,某些获得性性状可以遗传给下一代。然而,获得性性状的遗传仍然存在争议,因为人们还不了解这一现象背后的确切分子机制。中科院动物研究所孙青原研究员领导的受精生物学研究组发现,环境能诱导精子发生表观遗传学改变,并且这种改变可以遗传到下一代。

  在全球范围内,前期糖尿病和二型糖尿病越来越普遍。此前人们已经发现,父亲的空腹血糖升高和糖耐受的降低,会影响后代的糖代谢,但研究者们还不清楚这些影响背后的确切分子机制。该团队构建了环境诱导的前期糖尿病的雄性小鼠模型,发现父本的前期糖尿病症状影响了后代的表观遗传学修饰,从而增加了后代患糖尿病的可能性,而且这种表型和表观遗传学上的影响能保持数代。

  研究发现,如果父本小鼠具有前期糖尿病的症状,其后代也会出现葡萄糖耐受不良和胰岛素抵抗。前期糖尿病小鼠的后代与对照相比,胰岛中的基因表达模式发生了很大的改变,一系列涉及葡萄糖代谢和胰岛素信号通路的基因表达被影响。随后,研究人员分析了胰岛的表观基因组,发现胞嘧啶甲基化发生了大量的改变,其中有很多基因涉及到胰岛素信号通路。最后,研究人员发现前期糖尿病会改变小鼠精子的甲基化组,而某些改变可以在一定程度上传递给后代。

  这一发现不仅为获得性性状的遗传提供了分子基础,还为目前流行的肥胖、二型糖尿病和其他慢性代谢疾病提供了合理的解释。相关论文已发表在PNAS上(Wei Y et al., Paternally induced transgenerational inheritance of susceptibility to diabetes in mammals.Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 Feb 4;111(5):1873-8).

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