长期以来，人们一直认为父母的DNA是后代健康和疾病的主要决定因素。其实，DNA遗传只是遗传事件的一部分。父亲的生活方式（如饮食、超重和压力水平）会通过表观基因组的改变与后代健康相关联。表观基因组是与DNA蛋白质结合相关的可遗传生化标记。但是，这些信息如何在受精时传递？精子中参与这一过程的确切机制如何？科学家们目前还不清楚。

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加拿大麦吉尔大学的研究人员最近在《发育细胞》杂志上发文称，他们发现了环境信息是如何通过精子中的非DNA分子传递的。这一发现促进了研究者对父亲生活经历遗传的科学理解，也为研究疾病传播和预防开辟了潜在新途径。

该论文的通讯作者Sarah Kimmins博士说：“这项研究的重大突破在于它确定了一种不基于DNA的遗传方式，通过这种方式，精子可以记录父亲的经历（饮食），并将相关信息传递给胚胎。”

Sarah Kimmins博士是加拿大表观遗传学、生殖和发育研究会主席，这篇论文建立在其团队15年来的研究基础之上。“这是一项卓越的研究，因为它代表着人们对遗传性和疾病的认识的重大转变——从单纯的DNA遗传到现在的精子蛋白质参与。这项研究开创了一种可能性，即精子中的蛋白质可能是理解和预防某些疾病的关键。”

论文第一作者Ariane Lismer补充道：“我们一开始看到结果时十分兴奋，因为之前无人能成功追踪这些可遗传的环境特征是如何从精子传递到胚胎的。可用于表观基因组分析的细胞太少了，仅这一点就让胚胎分子水平上的工作极具挑战性。”

为了确定影响发育的信息如何传递给胚胎，研究人员首先给雄性小鼠喂食缺乏叶酸的饮食，然后追踪其DNA相关蛋白质中特定分子群受到的影响，从而实现了对表观基因组的操纵。

他们发现，饮食诱导的与组蛋白相关的特定分子（甲基团）变化（这是将DNA包装到细胞中的关键）不但导致了胚胎基因表达的变化，还造成了脊柱和颅骨的出生缺陷。值得注意的是，精子中组蛋白上甲基的变化在受精时被传递，并最终保留在发育的胚胎中。

“下一步，我们将确定精子蛋白（组蛋白）中出现的这些有害变化是否可以修复。令人兴奋的是，我们开展的一项新工作已经表明，事实的确如此。”Kimmins补充道。“通过拓展我们对DNA以外遗传的理解，这项研究带来了新希望——现在，我们有了潜在的疾病预防途径，这将让儿童、成年人变得更加健康。”

原文连接：https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210316132129.htm

编译：木木

出处：头条号 @科学大观园杂志