惊人发现！胚胎基因表达也要“听妈妈的话”

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

2015年12月24日讯 /生物谷BIOON/ --一项最新研究发现，爪蟾胚胎在发育早期并不能完全控制基因的开启和关闭，但它们的母亲可以通过卵细胞内一些特殊蛋白控制胚胎内基因表达。来自荷兰奈梅亨大学的生物学家在国际学术期刊Nature Communication上发表了这一结果。

爪蟾胚胎不仅从母亲那里得到一半的遗传信息，还得到了如何"使用"DNA的分子"说明书"。长久以来，科学家们一直认为基因调控过程并不能遗传。

但是母亲究竟如何对早期胚胎进行基因调控呢？文章作者Hontelez解释道："母亲将各种蛋白和RNA"工具"传递到胚胎内，帮助胚胎进行基因调控，由于这些"工具"都具有很好的特异性，因此胚胎就会在这些"工具"划定的范围内进行发育，母亲对胚胎内哪些基因能够表达，哪些基因不能表达进行了严格的限定。只有在胚胎进行20次细胞分裂之后，能够产生自身的RNA，才会逐渐掌控自身的基因调控过程，但母亲对胚胎内基因的调控作用仍然要持续到胚胎发育的后期。

研究人员表示："母亲对胚胎基因表达的影响非常令人惊讶，我们一直认为基因调控过程并不遗传，胚胎能够控制自身基因表达，但当我们关闭胚胎的RNA合成，几乎不会产生任何重大影响，不仅是早期胚胎发育阶段的一些重要基因如此，后期器官形成阶段的一些重要基因也是如此，这就非常清晰地表明母亲对于胚胎早期阶段的发育非常重要，即使是到发育后期作用仍然非常强大。"

Hontelez表示："这就像是一套预置系统，能够保证早期胚胎发育的顺利进行。但这些结果是否也可以适用于小鼠，甚至是人类？是的，我们认为小鼠和人类很有可能具有相同的机制。最大的差别在于哺乳动物胚胎在第一次细胞分裂之后就开始合成自己的RNA，但考虑到哺乳动物胚胎第一次分裂之前所需的时间比爪蟾更长，母亲对胚胎的基因调控很可能发生在这段时间。"（生物谷Bioon.com）

本文系生物谷原创编译整理。欢迎转载！转载请注明来源并附原文链接。更多资讯请下载生物谷资讯APP。

doi:10.1038/ncomms10148

Embryonic transcription is controlled by maternally defined chromatin state

Saartje Hontelez, Ila van Kruijsbergen, Georgios Georgiou, Simon J. van Heeringen, Ozren Bogdanovic, Ryan Lister & Gert Jan C. Veenstra

Histone-modifying enzymes are required for cell identity and lineage commitment, however little is known about the regulatory origins of the epigenome during embryonic development. Here we generate a comprehensive set of epigenome reference maps, which we use to determine the extent to which maternal factors shape chromatin state in Xenopus embryos. Using α-amanitin to inhibit zygotic transcription, we find that the majority of H3K4me3- and H3K27me3-enriched regions form a maternally defined epigenetic regulatory space with an underlying logic of hypomethylated islands. This maternal regulatory space extends to a substantial proportion of neurula stage-activated promoters. In contrast, p300 recruitment to distal regulatory regions requires embryonic transcription at most loci. The results show that H3K4me3 and H3K27me3 are part of a regulatory space that exerts an extended maternal control well into post-gastrulation development, and highlight the combinatorial action of maternal and zygotic factors through proximal and distal regulatory sequences.