久久精品酒店无码视频_g∨天堂在线观看免费_av之高清在线_午夜福利资源片在线

近日，我院周慶華課題組在Science Advances上發(fā)表了題為“N⁶-methyldeoxyadenine and histone methylation mediate transgenerational survival advantages induced by hormetic heat stress”的研究論文。第一作者為我院博士后萬(wàn)欽黎。

該研究利用秀麗隱桿線蟲為模型，發(fā)現(xiàn)輕度的熱激會(huì)導(dǎo)致線蟲的壽命延長(zhǎng)，且這種現(xiàn)象在未經(jīng)熱激的后代中仍然能維持到F5代，進(jìn)一步機(jī)制研究揭示了這種跨代遺傳效應(yīng)被組蛋白H3K9me3和DNA的N⁶-mA（DNA上的N⁶-甲基腺嘌呤）的修飾所介導(dǎo)。

溫度是重要的環(huán)境因素，機(jī)體的環(huán)境經(jīng)歷不可避免地包括溫度的影響。已有研究表明，輕度的熱應(yīng)激（包括由輕度的高溫刺激或短期致死性的高溫刺激所引起的熱應(yīng)激）可延長(zhǎng)機(jī)體的壽命和增加其抗逆性。這種對(duì)壓力耐受力的適應(yīng)性誘導(dǎo)被稱為“低毒性興奮效應(yīng)”，該現(xiàn)象已經(jīng)在多種模式生物中有報(bào)道。而已有研究表明，當(dāng)環(huán)境因素影響到生物體生理和行為時(shí)，機(jī)體會(huì)以非遺傳信息的形式將這種影響因素傳遞給后代，即為表觀遺傳。那么，溫度作為重要的環(huán)境因素，其誘導(dǎo)的“低毒性興奮效應(yīng)”是否也有有跨代遺傳（TEI）現(xiàn)象呢？如果有，其機(jī)制是什么呢？

在本篇文章中，作者用衰老和跨代遺傳研究的首選模式生物-秀麗隱桿線蟲，發(fā)現(xiàn)熱激的親代和它們的后代（后代未經(jīng)熱激，培養(yǎng)在線蟲正常培養(yǎng)溫度20 ℃）表現(xiàn)出壽命的顯著延長(zhǎng)。且這種效應(yīng)可以一直傳遞到F5代，即使F1-F4代從未經(jīng)歷過熱激，到第六代（F6）恢復(fù)正常壽命。此外，熱激的雄性與非熱激雌雄同體交配，或非熱激的雄性與熱激的雌雄同體交配，得到的F1子代及其F2代都顯示顯著的壽命延長(zhǎng)，這表明父系和母系均可以傳遞由熱應(yīng)激誘導(dǎo)的信息，從而導(dǎo)致后代的生存優(yōu)勢(shì)。

進(jìn)一步的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子HSF-1、DAF-16和核受體DAF-12參與了這種熱應(yīng)激誘導(dǎo)的壽命延長(zhǎng)的跨代遺傳的調(diào)控。為了解析hsf-1，daf-16和daf-12在該跨代遺傳效應(yīng)中的作用是執(zhí)行熱應(yīng)激反應(yīng)，或是傳遞可遺傳的記憶，還是同時(shí)參與兩者，作者通過親代（P0）或者子代（F1）代特異地RNAi沉默分析，發(fā)現(xiàn)hsf-1和daf-12在子代中的作用是執(zhí)行熱壓力應(yīng)答去延長(zhǎng)壽命，而DAF-16不僅參與執(zhí)行熱應(yīng)答，還參與跨代記憶的傳遞。

由于所觀察到的熱壓力誘導(dǎo)的生存優(yōu)勢(shì)會(huì)在有限世代內(nèi)恢復(fù)到正常水平，作者猜測(cè)這一現(xiàn)象可能是受到表觀遺傳的調(diào)控。通過對(duì)參與表觀遺傳調(diào)控的部分基因突變株進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)組蛋白H3K9me3修飾參與該跨代遺傳效應(yīng)。除了組蛋白修飾的作用外，DNA甲基化也可以成為可遺傳信息的載體。作者用dot blot分析，發(fā)現(xiàn)DNA的N⁶-mA修飾在熱激的P0代中顯著升高，且這種DNA的N⁶-mA修飾的增加在子代中可一直維持四代，即使子代從未受到任何熱激，這一發(fā)現(xiàn)與F6代恢復(fù)正常壽命一致。此外，N⁶-mA甲基轉(zhuǎn)移酶功能缺失突變體damt-1（tm6887）和damt-1（VC40319）在熱應(yīng)激后均不提高N⁶-mA的水平。且生存分析發(fā)現(xiàn)damt-1突變體消除了熱應(yīng)激記憶的傳遞。這些結(jié)果表明DNA N⁶-mA修飾參與熱應(yīng)激誘導(dǎo)壽命延長(zhǎng)的跨代遺傳。

通過采用H3K9me3 ChIP和N⁶-mA MeDIP技術(shù)，作者進(jìn)一步揭示了H3K9me3和N⁶-mA這兩種修飾在熱應(yīng)激誘導(dǎo)的生存優(yōu)勢(shì)的跨代遺傳中的調(diào)控機(jī)制——在熱壓力下，一些基因的H3K9me3修飾水平降低，同時(shí)伴隨著N⁶-mA水平的升高，且這種表觀遺傳修飾的標(biāo)記在子代中得以維持，并協(xié)同促進(jìn)應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，最終實(shí)現(xiàn)熱應(yīng)激后代壽命的延長(zhǎng)。有趣的是，在這項(xiàng)研究中作者發(fā)現(xiàn)，在參與熱激誘導(dǎo)生存優(yōu)勢(shì)的跨代遺傳調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子HSF-1，DAF-16和DAF-12中，DAF-16參與調(diào)控?zé)釅毫φT導(dǎo)的N⁶-mA升高以傳遞跨代記憶。

總之，在這項(xiàng)研究中，作者發(fā)現(xiàn)父母代可以傳遞由熱休克誘導(dǎo)的信息，從而導(dǎo)致后代的生存受益，使得后代的壽命和健康壽命得以延長(zhǎng)。而在這個(gè)信息傳遞過程中，涉及H3K9me3和N⁶-mA依賴性的跨代遺傳網(wǎng)絡(luò)，這些遺傳網(wǎng)絡(luò)賦予基因表達(dá)的改變，最終導(dǎo)致后代的生存優(yōu)勢(shì)。這個(gè)跨代遺傳過程還依賴于轉(zhuǎn)錄因子DAF-16和HSF-1以及核受體DAF-12。也就是說(shuō)，在環(huán)境壓力下，親代的熱應(yīng)激會(huì)激活DAF-16，HSF-1和DAF-12來(lái)延長(zhǎng)壽命，而其中DAF-16還調(diào)控N⁶-mA和H3K9me3的水平并在后代中建立這些表觀遺傳標(biāo)記。反過來(lái)，子代中的H3K9me3和N⁶-mA標(biāo)記會(huì)促進(jìn)應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)基因（即daf-16，hsf-1和daf-12，daf-16和hsf-1的靶基因）的募集并促進(jìn)熱應(yīng)激反應(yīng)的激活，最終導(dǎo)致由熱應(yīng)激介導(dǎo)的生存優(yōu)勢(shì)的跨代表觀遺傳（下圖）。

原文鏈接：

https://advances.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/sciadv.eabc3026

版權(quán)與免責(zé)聲明：本網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容由收集互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布的信息整理獲得。目的在于傳遞信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉及侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。郵箱：sales@allpeptide.com