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Science :中科院新晋院士发表表观遗传重要成果

摘要 : 在2015年12月31日的Science杂志上,由中科院科学家们通过小鼠研究发现,父亲的饮食会影响精子中的小tRNA片段(tsRNA),实现获得性代谢紊乱的跨代遗传。

在2015年12月31日的Science杂志上,由中科院科学家们通过小鼠研究发现,父亲的饮食会影响精子中的小tRNA片段(tsRNA),实现获得性代谢紊乱的跨代遗传。

中科院动物研究所的研究员周琪、段恩奎和中科院上海生命科学研究院的研究员翟琦巍领导团队,建立了一组高脂饮食(HFD)的雄性小鼠和一组正常饮食(ND)的雄性小鼠,并且用这两组小鼠的精子使卵子受精。这两组雄性小鼠的后代在16周内没有明显的体重差异。不过HFD后代在出生后七周表现出糖耐量减低和胰岛素抵抗,这种情况在15周变得尤为严重。

那么,HFD 和ND后代的这些差异是否与父本精子的RNA有关呢?研究人员纯化了HFD 和ND小鼠的精子RNA,并将其注射到正常的受精卵中。研究显示,虽然HFD后代的血糖和胰岛素水平明显更高,但它们的胰岛素敏感性与ND后代差不多。这说明HFD雄性小鼠的精子RNA含有诱导葡萄糖耐受的信息,但跟胰岛素抵抗没什么关系。

进一步研究表明,HFD后代的葡萄糖耐受是小tRNA片段(30-34nt)造成的。研究人员对ND和 HFD后代进行了全基因组比对,发现HFD后代中涉及酮体、碳水化合物和单糖代谢的基因表达水平显著降低。

原文链接:Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder

原文摘要:Increasing evidence indicates that offspring metabolic disorders can result from the father’s diet, but the mechanism remains unclear. Here, in a paternal high-fat diet (HFD) mouse model, we show that a subset of sperm tRNA-derived small RNAs (tsRNAs), mainly from 5′ tRNA halves and ranging in size from 30 to 34 nucleotides, exhibit changes in expression profiles and RNA modifications. Injection of sperm tsRNA fractions from HFD male into normal zygotes generated metabolic disorders in the F1 offspring and altered gene expression of metabolic pathways in early embryos and islets of F1 offspring, which was unrelated to DNA methylation at CpG-enriched regions. Hence, sperm tsRNAs represent a type of paternal epigenetic factor that may mediate intergenerational inheritance of diet-induced metabolic disorder.

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