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二十年后在克隆中发现胎盘过大的原因

全理化研究所(all-RIKEN)的一个研究小组在老鼠身上发现了克隆动物的技术常常导致胎盘过大,从而导致流产的原因之一。这一发现将有助于提高克隆方法的成功率,也可能为人类的生育治疗提供线索。

这种被称为体细胞核转移(SCNT)的克隆方法在1997年成为头条新闻,当时绵羊多莉成为第一只由成年细胞克隆的哺乳动物。它包括将来自母亲的卵细胞的细胞核与来自核捐赠动物的正常体细胞的细胞核进行交换,然后将卵子放入代孕母亲的子宫中。SCNT是基础研究、医学、农业和环境科学的有力工具。

然而,尽管取得了重大进展,SCNT的出生率仍然远低于自然受精的出生率。原因之一是人工受精胚胎的胎盘通常大得不正常,这经常导致发育并发症。但即使经过20年的研究,这个问题的原因仍然是一个谜。

现在,日本理化研究所生物资源研究中心的Kimiko Inoue、Atsuo Ogura和他们的同事们发现,在小鼠体内最大的印迹microRNA簇的过表达是SCNT经常产生过大胎盘的主要原因之一。当他们纠正了这一点,他们能够使出生率翻倍。

一个被称为基因组印记的过程,通过在胚胎和胎盘发育和生长过程中开启和关闭某些基因,来指导哺乳动物的早期发育。这可能导致基因只来自一个父母,取决于附着在称为表观遗传标记的遗传序列上的小分子。研究小组发现,基于表观遗传标记组蛋白甲基化,SCNT胎盘缺乏基因组印记,这对解释其异常大小有很大帮助。

“DNA甲基化是支配这个表达系统的主要表观遗传标记,”Inoue说。“然而,胎盘特有的印迹是由组蛋白H3赖氨酸27的三甲基化调节的,这抑制了母亲基因的表达。”

井上并没有期望发现罪魁祸首是一种不编码蛋白质的微rna。她说:“我惊讶地发现,一个非编码蛋白质的microRNA,而不是编码蛋白质的基因,是SCNT产生超大胎盘的主要原因。”

这项研究的影响超越了SCNT。“我们已经证明了非编码的microRNA在胎盘的健康发育中起着至关重要的作用,”Inoue说。“我预计这将有助于我们了解胎盘异常,并为辅助生殖技术开发基因标记。”

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