奥地利的科学家们最近发现了胚胎的基因组完整性在受精之后的第一个24小时内如何得到保护。了解该机制对提高体外受精技术有潜在意义。
受精之后，来自卵细胞和精子的DNA共同组成了受精卵的基因蓝图。来自父亲的DNA上包含一些修饰，其中蕴含了代表精子状态的“表观遗传记忆”。受精卵合成的蛋白能够清除大部分表观遗传修饰形成一个可以发育成完整个体的全能胚胎。隐藏在这个自然重编程过程之下的机制还没有得到了解。
在这项发表在Cell上的新研究中，研究人员不仅发现了受精卵细胞如何触发精子来源DNA的表观遗传重编程，还发现该过程受到密切监测来保证胚胎基因组的健全。
“当精子进入卵细胞，紧密包装的雄性染色体需要被彻底打开，在组蛋白形成的蛋白骨架上重新形成新的结构，”文章第一作者Sabrina这样说道。“我们在小鼠的受精卵中发现卵细胞能够非常积极地触发对父亲来源DNA的去甲基化开始表观遗传重编程，这样就可以保证受精卵能够重新开始创造属于自己的表观遗传记忆和生命历史。该过程的发生并非没有危险：去甲基化会引起DNA损伤，这对于新生命来说是非常致命的。这些损伤会导致染色体破裂，引起胚胎致死。”
研究人员发现了一个监控机制，不仅可以检测表观遗传重编程引起的DNA损伤还可以修复损伤。他们发现父亲来源DNA的损伤会激活受精卵的一个“检查点”阻止细胞分裂直到损伤被修复。因此该机制确保了重编程能够在一个细胞周期内完成，但单细胞胚胎阶段保证基因组的健全。
这项研究对于提高体外受精技术有潜在意义，有助于保证胚胎质量增加成功受孕的几率。
