新研究表明,，在脅迫條件下，果蠅轉(zhuǎn)錄因子ATF-2從緊密纏繞的DNA中釋放下來(lái),，從而激活曾經(jīng)沉默的基因表達(dá)
【towersimper注：本文為譯文,，有部分改動(dòng)，僅用作研究之用,，不得用作商業(yè)開(kāi)發(fā),，轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明翻譯者towersimper，原文來(lái)自Tia Ghose, The Scientist, "How Stress is Inherited", July 1, 2011】
最近的研究已經(jīng)表明遭受脅迫應(yīng)激的雙親(stressed parents)能夠把表觀遺傳的變化傳遞到后代,，從而影響它們患上疾病的風(fēng)險(xiǎn)性,，但是產(chǎn)生這種傳遞的過(guò)程仍然是個(gè)謎。如今,，2011年06月21發(fā)表在Cell雜志上的一篇研究論文“Inheritance of stress-induced, ATF-2-dependent epigenetic change(壓力誘導(dǎo)的ATF-2依賴(lài)性的表觀遺傳變化的遺傳)”[1]表明,，當(dāng)果蠅處于脅迫條件下，一種轉(zhuǎn)錄因子從緊緊地結(jié)合到稱(chēng)作異染色質(zhì)(heterochromatin)的DNA纏繞區(qū)域上釋放出來(lái),，從而允許這些纏繞區(qū)域解開(kāi)而能進(jìn)行復(fù)制,。
馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院(University of Massachusetts Medical School)的一名遺傳學(xué)者Oliver Rando(為參與該項(xiàng)研究)說(shuō)，“這份研究非常吸引人的一方面就是異染色質(zhì)上發(fā)生的影響能夠傳遞到下一代”,。他補(bǔ)充道,，這些研究結(jié)果呼應(yīng)了在酵母上發(fā)現(xiàn)的相類(lèi)似的研究結(jié)果,，表明表觀遺傳學(xué)遺傳(epigenetic inheritance, 也可譯作基因外遺傳)的這種分子途徑在包括人在內(nèi)的不同物種中是保守的。
自從20世紀(jì)九十年代,，David Barker觀察到出生時(shí)體重低的嬰兒更容易在生命后期患上心臟病和糖尿病以來(lái),，研究人員早就猜測(cè)父母遭受苦難的經(jīng)歷，比如饑荒,，能夠?qū)е滤麄兊暮⒆影l(fā)生表觀遺傳變化,。但是苦難經(jīng)歷如何實(shí)現(xiàn)這種效應(yīng)當(dāng)時(shí)是不清楚的。
2010年,，Rando和他的同事們發(fā)表在Cell雜志上的一篇論文“Paternally-induced transgenerational environmental reprogramming of metabolic gene expression in mammals (哺乳動(dòng)物中父本誘導(dǎo)的代謝基因表達(dá)的跨代環(huán)境重新編程)[2]”發(fā)現(xiàn)用低蛋白食物喂食的雄性大鼠表現(xiàn)出DNA甲基化變化而且在肝臟中形成較高水平的膽固醇---它們能將這些差異遺傳到年輕的大鼠,。2009年發(fā)表在The Journal of Biological Chemistry雜志上的一篇關(guān)于酵母的論文“The Transcription Factor Atf1 Binds and Activates the APC/C Ubiquitin Ligase in Fission Yeast(裂殖酵母轉(zhuǎn)錄因子Atf1結(jié)合并且激活A(yù)PC/C泛素連接酶)”[3]表明正常情況下通過(guò)結(jié)合到異染色質(zhì)沉默基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子ATF-1，在脅迫條件下,，從DNA上釋放下來(lái)從而允許這一區(qū)域的DNA片段進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,。為了觀察在較高級(jí)生命形式中類(lèi)似的途徑是否運(yùn)轉(zhuǎn)，日本理化研究所(RIKEN)分子遺傳學(xué)者Shunsuke Ishii和他的同事們研究了在果蠅上發(fā)現(xiàn)的ATF-1的近親,，稱(chēng)作ATF-2的轉(zhuǎn)錄因子,。
在沒(méi)有遭受脅迫的果蠅中，轉(zhuǎn)錄因子ATF-2結(jié)合到異染色質(zhì),，導(dǎo)致異染色質(zhì)緊密地包裹起來(lái)從而阻止它的轉(zhuǎn)錄,。但是，當(dāng)研究人員將果蠅胚胎暴露在高溫和滲透變化---對(duì)果蠅而言是高脅迫---條件下,，ATF- 2結(jié)合一個(gè)磷酸基團(tuán),，導(dǎo)致自己從DNA上釋放下來(lái)。Ishii說(shuō),，那樣接著就“通過(guò)減少組蛋白甲基化的方式破壞纏繞緊密的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)”,，從而導(dǎo)致曾經(jīng)沉默的基因表達(dá)。激活位于纏繞緊密的DNA中的基因也會(huì)開(kāi)啟附近區(qū)域的一個(gè)編碼果蠅眼睛白色的基因,，這樣就允許研究人員通過(guò)觀察這種異常的表現(xiàn)型來(lái)研究基因激活,。不僅是暴露在熱沖擊(heat shock)或滲透脅迫中的果蠅長(zhǎng)出白色的眼睛，而且它們更可能擁有白色眼睛的后代,，從而表明異染色質(zhì)上的變化是可以遺傳的,。
Ishii說(shuō)，研究人員正在計(jì)劃后續(xù)的研究來(lái)確定在其他物種中,，ATF-2調(diào)控哪些基因,，哪些脅迫條件誘導(dǎo)它們表達(dá)。比如,，在人類(lèi)和小鼠中,，熱沖擊并不對(duì)胚胎產(chǎn)生脅迫效應(yīng)，但是營(yíng)養(yǎng)不足或心理緊張狀態(tài)相反可能會(huì)起作用。
1. K.-H. Seong et al., “Inheritance of stress-induced, ATF-2 dependent epigenetic change,” Cell, doi:10.1016/j.cell.2011.05.029, 2011.
2. Benjamin R. Carone et al., "Paternally Induced Transgenerational Environmental Reprogramming of Metabolic Gene Expression in Mammals", Cell, Volume 143, Issue 7, 1084-1096, 23 December 2010, DOI:10.1016/j.cell.2010.12.008.
3. Aslihan Ors et al., "The Transcription Factor Atf1 Binds and Activates the APC/C Ubiquitin Ligase in Fission Yeast", J Biol Chem. 2009 September 4; 284(36): 23989–23994, doi: 10.1074/jbc.M109.018309.
\\生命科學(xué)論壇\\ towersimper
towersimper博文：http://bbs.bioon.net/bbs/home-space-uid-139460-do-blog-id-92189.html
歡迎進(jìn)入towersimper空間 !
注：版權(quán)所有,，歡迎轉(zhuǎn)載,，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源作者。
