奧地利的科學家們最近發現了胚胎的基因組完整性在受精之後的第一個24小時內如何得到保護。了解該機製對提高體外受精技術有潛在意義。
受精之後，來自卵細胞和精子的DNA共同組成了受精卵的基因藍圖。來自父親的DNA上包含一些修飾，其中蘊含了代表精子狀態的“表觀遺傳記憶”。受精卵合成的蛋白能夠清除大部分表觀遺傳修飾形成一個可以發育成完整個體的全能胚胎。隱藏在這個自然重編程過程之下的機製還沒有得到了解。
在這項發表在Cell上的新研究中，研究人員不僅發現了受精卵細胞如何觸發精子來源DNA的表觀遺傳重編程，還發現該過程受到密切監測來保證胚胎基因組的健全。
“當精子進入卵細胞，緊密包裝的雄性染色體需要被徹底打開，在組蛋白形成的蛋白骨架上重新形成新的結構，”文章第一作者Sabrina這樣說道。“我們在小鼠的受精卵中發現卵細胞能夠非常積極地觸發對父親來源DNA的去甲基化開始表觀遺傳重編程，這樣就可以保證受精卵能夠重新開始創造屬於自己的表觀遺傳記憶和生命曆史。該過程的發生並非沒有危險：去甲基化會引起DNA損傷，這對於新生命來說是非常致命的。這些損傷會導致染色體破裂，引起胚胎致死。”
研究人員發現了一個監控機製，不僅可以檢測表觀遺傳重編程引起的DNA損傷還可以修複損傷。他們發現父親來源DNA的損傷會激活受精卵的一個“檢查點”阻止細胞分裂直到損傷被修複。因此該機製確保了重編程能夠在一個細胞周期內完成，但單細胞胚胎階段保證基因組的健全。
這項研究對於提高體外受精技術有潛在意義，有助於保證胚胎質量增加成功受孕的幾率。
