原始生殖細(xì)胞(PGC)早期發(fā)育過(guò)程中的基因表達(dá)具有性別特異性。

　　由倫敦醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)重編程和染色質(zhì)研究小組的Petra Hajkova教授領(lǐng)導(dǎo)的研究首次表明，產(chǎn)生精子或*細(xì)胞的生殖細(xì)胞具有不同的表觀遺傳途徑來(lái)調(diào)節(jié)基因表達(dá)。

　　“表觀遺傳重編程是種系生命周期中高度精心策劃的進(jìn)步，”發(fā)表在《自然》雜志上的論文第一作者、博士后Tien-Chi Huang博士說(shuō)。他補(bǔ)充說(shuō)：“我們的研究提供了一個(gè)期待已久的答案，以了解生殖細(xì)胞如何協(xié)調(diào)不同的控制層以在此過(guò)程中維持基因表達(dá)。”

　　在哺乳動(dòng)物PGC的早期發(fā)育過(guò)程中，會(huì)發(fā)生廣泛的DNA去甲基化。DNA甲基化是一種用于調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的表觀遺傳機(jī)制。當(dāng)甲基被添加到DNA時(shí)，基因表達(dá)被沉默。當(dāng)DNA去甲基化時(shí)，會(huì)發(fā)生不受控制的轉(zhuǎn)錄。盡管在PGC中觀察到廣泛的去甲基化，但不會(huì)發(fā)生不受控制的基因表達(dá)。這表明存在調(diào)節(jié)基因表達(dá)的其他表觀遺傳機(jī)制。

　　研究人員旨在確定在早期發(fā)育中發(fā)生DNA去甲基化后調(diào)節(jié)基因表達(dá)的機(jī)制。他們觀察到組蛋白3(H3K27me3)上K27的甲基化補(bǔ)償了雌性和雄性生殖細(xì)胞中的DNA去甲基化。該系統(tǒng)被發(fā)現(xiàn)對(duì)女性生殖細(xì)胞至關(guān)重要，然而，男性生殖細(xì)胞也能夠利用組蛋白3(H3K9me3)上K9的甲基化來(lái)調(diào)節(jié)基因表達(dá)。

　　研究人員隨后使用小鼠模型刪除了負(fù)責(zé)K27甲基化的基因Ezh2。這對(duì)女性生殖細(xì)胞產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響——H3K27me3的缺失導(dǎo)致基因表達(dá)不受控制，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。然而，雄性生殖細(xì)胞沒(méi)有受到影響。雖然這種機(jī)制對(duì)于女性生殖細(xì)胞分化為*細(xì)胞至關(guān)重要，但男性生殖細(xì)胞可以使用其他機(jī)制分化為精子細(xì)胞——組蛋白3上K9的甲基化。

　　“這些結(jié)果教會(huì)了我們一些關(guān)于基因表達(dá)控制的基本知識(shí)，”Hajkova教授說(shuō)。'我們所看到的對(duì)胚胎生殖系發(fā)育的研究具有更廣泛的影響，因?yàn)槲覀冎涝S多人類病理的特點(diǎn)是DNA甲基化的整體減少。這意味著我們的結(jié)果提供了有價(jià)值的見(jiàn)解，了解患病細(xì)胞需要依靠什么來(lái)控制它們的基因，揭示它們的潛在脆弱性。

　　在癌癥中經(jīng)常觀察到DNA甲基化的喪失。對(duì)表觀遺傳沉默系統(tǒng)的深入理解將有助于開(kāi)發(fā)新的治療藥物，其中EZH2和DNA酶已被確定為靶點(diǎn)。