兩項(xiàng)最新研究證明，父親的飲食可影響其精子中特定的小RNAs的濃度，這轉(zhuǎn)而又會(huì)影響其后代中的基因調(diào)控。這些結(jié)果給雄性生活方式可影響其后代途徑的日益增長(zhǎng)的名單添加了又一個(gè)因素，這些方式包括通過(guò)精子表觀基因組、微生物組傳遞及精液信號(hào)傳導(dǎo)。
在第一項(xiàng)研究中，中國(guó)科學(xué)院Qi Chen等用喂養(yǎng)高脂飲食（HFD）小鼠，同時(shí)用給對(duì)照組雄性小鼠喂食正常飲食（ND），然后讓兩組動(dòng)物的精子給卵子受精。雖然兩組小鼠后代出生后16周內(nèi)體重?zé)o明顯差別，但在7周時(shí)HFD組父親后代小鼠出現(xiàn)糖耐量受損和胰島素抵抗，這是糖尿病前期的典型表現(xiàn)，在15周時(shí)這種變化更嚴(yán)重。
為評(píng)估精子RNA是否促成了在兩種父親后代的這些差異，研究人員對(duì)來(lái)自這兩組小鼠RNAs進(jìn)行了提純，將它們注射到正常受精卵內(nèi)。HFD后代血糖和胰島素濃度明顯增高，但胰島素敏感性沒有出現(xiàn)差異。這些結(jié)果表明，來(lái)自HFD雄性精子的RNAs含有可誘導(dǎo)葡萄糖不耐受（但不是胰島素抵抗）的信息。進(jìn)一步的研究確認(rèn)了某些含有大約30-34個(gè)核苷酸的tRNAs是引起HFD后代葡萄糖不耐受的原因。ND和HFD后代間進(jìn)行全基因組比較發(fā)現(xiàn)，在HFD組中，與酮、碳水化合物、單糖類代謝有關(guān)的基因有明顯下調(diào)。
第二項(xiàng)研究來(lái)自馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院基因組學(xué)家OliverRando，研究觀察了進(jìn)食低蛋白（LP）飲食小鼠精子內(nèi)RNA濃度的改變。研究證明，來(lái)自睪丸未成熟精子的小RNAs與飲食作用沒有相關(guān)性，然而對(duì)附睪中成熟精子內(nèi)的小RNA進(jìn)行測(cè)序則揭示了某些RNAs的向上調(diào)控。該團(tuán)隊(duì)接著在LP小鼠和對(duì)照小鼠精子內(nèi)進(jìn)行RNA分離，他們發(fā)現(xiàn)在LP組中某種RNA的濃度特別高；這種RNA是tRNA-Gly-GCC。進(jìn)一步的分析顯示，tRNA-Gly-GCC會(huì)抑制某個(gè)基因亞組，其中包括反轉(zhuǎn)錄單元MERVL。這些結(jié)果連同Chen等人的結(jié)果展示了精子內(nèi)的RNA是如何受到飲食影響及它是如何引起后代基因調(diào)控改變并與代謝障礙相關(guān)的。
這些研究的共同說(shuō)明了tRNA是一種新的表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)分子。表觀遺傳學(xué)是最近10多年來(lái)生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，主要是發(fā)現(xiàn)許多遺傳表型不是決定于基因組，而是來(lái)自某些影響和基因表達(dá)的調(diào)節(jié)因素，這些調(diào)節(jié)因素可以通過(guò)某些分子和機(jī)制跨代遺傳，其中研究比較多的有DNA甲基化，組蛋白乙�；�，也有許多研究發(fā)現(xiàn)各種調(diào)節(jié)RNA如miRNA也是參與表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)的重要因子。最新研究發(fā)現(xiàn)tRNA也是一種表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)因子，是過(guò)去沒有發(fā)現(xiàn)的新的表觀遺傳學(xué)調(diào)節(jié)模式。
tRNA的經(jīng)典作用是蛋白質(zhì)合成，近年研究發(fā)現(xiàn)這些分子片段也能對(duì)其他細(xì)胞功能產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。Rando說(shuō)，對(duì)這些分子的功能單元進(jìn)行深入分析可能會(huì)引起更多有意思的研究。兩項(xiàng)研究都說(shuō)明，tRNA能改變基因活性。Rando等發(fā)現(xiàn)阻斷胚胎干細(xì)胞的一個(gè)tRNA片段竟然能增加70多基因表達(dá)活性。
責(zé)編：微科普