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Nature子刊:你的青春由表观遗传学做主

日期:2015-12-18 08:51:14

 科学家们首次在灵长动物中鉴定了调控青春期的基因网络,为人们展示了大脑对性发育过程的控制。这项研究发表在十二月十六日的Nature Communications杂志上。

 

锌指蛋白ZNF)基因家族包含约八百个不同的基因。俄勒冈健康与科学大学和匹兹堡大学的研究人员发现,一些锌指基因在大脑神经内分泌中起作用,像刹车一样阻止下丘脑青春期相关基因的激活,直到童年时代顺利结束。这一机制可以防止青春期程序过早启动。

 

研究显示,一些锌指基因编码了抑制青春期起始的蛋白。这些发现可以帮助人们更好的理解,推动青春期过早开始的环境因素。青春期过早开始被称为性早熟,与卵巢癌、子宫癌、乳腺癌、心血管疾病和代谢疾病的发病率升高有关。

 

“深入了解大脑控制青春期起始的具体机制,有助于我们理解为何女孩更早进入青春期。这些知识为开发新疗法治疗性早熟奠定了基础,”文章第一作者Alejandro Lomniczi说。“我们认为,人工产品所含的化学物质以及其他环境因素(比如营养),会在表观遗传学上对抗ZNF这样的基因抑制子,进而加速个体的生殖发育。”

 

进一步研究表明,ZNF通过调动表观遗传学修饰机制发挥自己的抑制效应。这些蛋白抑制了青春期相关基因的转录,减少了它们启动子区域的H3K4me2H3K4me2一般与基因活化有关。正因如此,ZNF可以在不影响遗传学编码的情况下,将环境信息传递给基因。

 

研究人员指出,在非人类灵长动物从青少年向青春期过渡的时候,下丘脑的“刹车”渐渐放松,GATAD1ZNF573以及其他五种ZNF随之减少。他们利用基因治疗和动物模型进行研究,在还未进入青春期的雌性大鼠中,分别提升GATAD1ZNF573在下丘脑的丰度,结果延迟了这些大鼠的青春期。

 

这项研究向人们展示,随着青春期开始ZNF的生产逐渐减少,控制青春期的“刹车”渐渐放松,性成熟就是这样开始的。