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生物通报道：生物学家们最初是在植物中观察到了跨世代的表观遗传现象，随后越来越多的证据表明这一现象也发生在鼠类和人类中。这种修饰方式带给科学家们带来了许多新观点，也造成了不少新难题。

近期《遗传》杂志汇总了多篇表观遗传学综述，从DNA甲基化，精子表观遗传学，细胞自噬发生的表观遗传调节，到表观遗传跨代继承等多个方面介绍了表观遗传学研究领域的最新进展。

来自东北林业大学生命科学学院的研究人员介绍了哺乳动物DNA甲基化在体细胞诱导重编程中的作用。诱导多能干细胞iPS技术提供了将终末分化的细胞逆转为多潜能干细胞的可能, 在干细胞基础理论研究和再生医学中具有重要意义。然而, 目前体细胞诱导重编程方法效率极低, 常发生不完全的重编程。

研究表明, 在不完全重编程的细胞中存在体细胞的表观遗传记忆, 而DNA甲基化作为相对长期和稳定的表观遗传修饰, 是影响重编程效率和iPS细胞分化能力的重要因素之一。哺乳动物DNA甲基化是指胞嘧啶第五位碳原子上的甲基化修饰, 常发生于CpG位点。DNA甲基化能够调节体细胞特异基因和多能性基因的表达, 因此其在哺乳动物基因调控、胚胎发育和细胞重编程过程中发挥着重要作用。此外, 异常DNA甲基化可能导致iPS细胞基因印记的异常和X染色体的失活。

这篇综述文章重点围绕DNA甲基化的机制、分布特点、及其在体细胞诱导重编程中的作用进行了综述。

来自河北大学医学部的研究人员则通过评价成熟精子中DNA甲基化、保留组蛋白修饰、RNAs和精蛋白等表观遗传修饰的重要意义及其在胚胎发育过程中的潜在作用, 阐述了成熟精子中改变的表观遗传修饰与相关疾病之间的关系, 为不育症的防治、精子表观遗传质量评价以及降低辅助生殖技术后代表观遗传疾病风险等提供基础资料。

细胞自噬是一种进化上保守的, 通过吞噬降解自身大分子物质或细胞器来维持细胞生存的活动。自噬与多种生命活动息息相关, 其功能的紊乱往往会导致肿瘤发生、神经退行性疾病、微生物感染等疾病。青岛农业大学等处的研究人员综述了细胞自噬发生过程中存在的表观遗传效应, 包括组蛋白乙酰化对细胞自噬激活或抑制的负反馈调控, 通过DNA甲基化调节自噬相关基因活性来影响细胞自噬的发生, miRNA通过靶向调节自噬相关基因表达来影响组蛋白修饰, 从而调控细胞自噬的发生及作用过程等, 旨在为人们进一步研究细胞自噬发生过程中的表观遗传修饰及其机制提供信息依据。

此外，来自河南师范大学生命科学学院的研究人员在“表观遗传跨代继承表型研究进展”这篇综述中，介绍了表观遗传跨代继承表型的概念, 论述了表观遗传重编程和表观遗传信息跨代传递的分子机制, 列举了一些环境因子与表观遗传跨代继承性疾病。

表观基因组在配子发生和早期胚胎发育中经历一个重编程过程。因此, 人们认为表观遗传信息不可能代间传递。表观遗传跨代继承表型的出现, 说明某些表观遗传标志可能逃脱了重编程。

尽管该观点尚存争议, 但日益增多的实验证据表明表观遗传记忆确实存在于哺乳动物中。由于表观遗传修饰具有可逆性, 表观基因组易受各种环境因子(如化学物质、营养和行为等)的影响而改变。因此, 表观基因组提供了跨代传递环境影响的可能机制。

此前研究人员发现，高脂肪含量饮食的雄性大鼠，会使其后代胰腺出现异常的DNA甲基化。低蛋白含量饮食的雄性小鼠，会改表其后代肝脏的胆固醇基因表达。而雄性糖尿病前期小鼠的精子中存在异常的甲基化，并且会提高后两代小鼠患糖尿病的风险。

这些动物研究引起了广泛的争议，来自于华盛顿州立大学的Michael Skinner将怀孕的大鼠暴露在大剂量的杀虫剂和杀菌剂中，导致其后代出现器官损伤。其中雄性后代的精子发生了DNA甲基化改变，而这种改变至少延续了四代。

这些都是表观遗传跨代继承表型的例子，由此这篇综述介绍了表观遗传跨代继承表型的概念, 论述了表观遗传重编程和表观遗传信息跨代传递的分子机制。

（生物通：万纹）
 

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