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卫健委重点实验室向卉芬教授最新研究进展

发布时间:2024-07-19 浏览次数:326

N6-甲基腺苷修饰在配子发生和胚胎发育中的作用及对生育能力的影响

表观遗传学是研究影响基因表达的可遗传变化,但不是由脱氧核糖核酸(DNA)或其他核苷酸序列改变引起的。信使核糖核酸(messenger ribonucleic acids,mRNA)最常见的表观遗传修饰是N6-甲基腺苷N6-methyladenosine,m6A),它主要位于mRNA的3'非翻译区、终止密码子附近和内部外显子内。m6A的生物效应是由甲基转移酶(写入者)、去甲基化酶(擦除者)和m6A结合蛋白(读取者)动态改变的。通过控制转录后基因的表达,m6A对许多生物功能(包括RNA转录、翻译、剪接、转运和降解)都有重大影响。m6A对精子发生、卵子发育、胚胎发育、胎盘功能和人类生殖系统疾病等各种生理和病理过程都有影响。在配子发生和胚胎发育过程中,包括表观基因组修饰m6A在内的遗传物质会发生重大变化。m6A异常可导致配子异常、发育迟缓、受精能力受损以及母-合转换受阻。有性生殖是真核生物生命周期中控制最严格的生物过程之一,生殖细胞是一种可以进行减数分裂的特殊类型的细胞,亲本配子形成受损或后代胚胎发育异常将导致不孕不育。


本文总结了m6A及其调节因子对配子和胚胎发育的动态生物学效应,并综述了m6A变化导致不孕的可能机制,同时讨论了目前用于操纵m6A的药物,并为在表观遗传学水平上预防和治疗不孕提供了前景。

   遗传物质的变化会导致许多疾病的发展。表观遗传学的秘密逐渐被揭示,解释了遗传无法解释的现象。表观遗传修饰的传递在细胞增殖过程中相对稳定。能改变表观遗传过程的药物可以用于治疗某些疾病。随着表观遗传学研究的进展,我们可能会了解环境如何影响生育能力,并基于揭示的机制探索干预不孕的措施。目前,科学家已经开展了从多能干细胞中获得雄性生殖细胞的研究,从干细胞中获取卵母细胞的研究仍在摸索。由于体外受精in vitro fertilization,IVF)过程中进行的许多程序都是在表观遗传学重组的关键时期进行的,包括去除现有的表观遗传学修饰,并用配子和胚胎的体细胞组织中的新修饰替换,因此IVF可能会引起表观遗传学改变。因此,深入了解试管婴儿过程中发生的表观遗传学变化,不仅有助于优化辅助生殖技术的安全性和效率,还可以为理解人类发育及其健康问题提供重要的科学见解。

文章编译来源:
Wang Y, Yang C, Sun H, Jiang H, Zhang P, Huang Y, et al. The Role of N6-methyladenosine Modification in Gametogenesis and Embryogenesis: Impact on Fertility. Genomics, Proteomics & Bioinformatics 2024. https://doi.org/10.1093/gpbjnl/qzae050

英文全文详见:
https://academic.oup.com/gpb/advance-article/doi/10.1093/gpbjnl/qzae050/7700745

作者及资助信息:
安徽医科大学附属第一医院的王玉洁为该文第一作者,安徽医科大学附属第一医院的向卉芬副教授北京大学的伊成器教授为该文通讯作者。北京大学博士后孙含笑也对本文做出了重要贡献。本研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划和安徽医科大学校基金的支持。