我國科學家率先發(fā)現(xiàn)人類胚胎激活機制 揭示發(fā)育進化奧秘
新華網(wǎng)北京3月9日電(王瑩)人類的生命從受精卵開始,一個受精卵如何發(fā)育成一個含有200多種細胞類型、36個重要器官的復雜有機體,是生命科學最大的難題之一。近日,中國科學院北京基因組所與國內(nèi)多家科研機構(gòu)合作,在國際上首次揭示了人類胚胎進行有序基因表達、發(fā)育進化的奧秘。研究成果在今天發(fā)表于國際學術期刊《細胞》上。
科學研究表明,人類體內(nèi)的各種細胞幾乎都有大量基因的表達。然而,人受精之后大約有兩天的時間非常特殊,這段時間的胚胎幾乎沒有基因表達。如何讓人的基因開始表達,哪些基因會先表達、哪些基因后表達,一直以來都是研究難點。中科院北京基因組所劉江團隊克服研究材料缺乏的難題,建立了微量細胞的研究方法,在國際上首次研究了人類胚胎基因組的激活機制??茖W家們找到了啟動人類基因組表達的關鍵分子(Oct4),發(fā)現(xiàn)在進化歷史中,最先出現(xiàn)的基因(老基因)會先表達、而最后出現(xiàn)的基因往往會后表達。究其原因是細胞設定程序讓老基因的調(diào)控開關最先被打開。
記者了解到,該研究還揭示了人類進化的一個重要新機制??茖W研究表明,DNA的突變會引起人類的進化,DNA序列中有一類被稱為轉(zhuǎn)座子的DNA片段,它們常常會從一個區(qū)域跳到另一個區(qū)域,這種跳動會產(chǎn)生DNA突變。科學家們在該研究中判斷轉(zhuǎn)座子引起人類進化的重要原因是引起人類進化的轉(zhuǎn)座子恰恰主要在胚胎中處于活躍狀態(tài),使人類基因組產(chǎn)生新突變,而只有在胚胎中產(chǎn)生的突變,才更可能傳遞到后代中,從而引起人類的進化。
中科院北京基因組所劉江團隊長期致力于胚胎發(fā)育研究,此前已連續(xù)三次在《細胞》雜志發(fā)表文章,揭示DNA甲基化圖譜在哺乳動物和魚類的繼承規(guī)律,更新了關于受精后DNA甲基化圖譜重編程的傳統(tǒng)認識。本次的研究成果打開了認識人類胚胎發(fā)育基因表達調(diào)控的大門,使我國在人類發(fā)育領域的研究中處于國際領先地位,這一研究成果將會為人類的優(yōu)生優(yōu)育提供理論基礎。