DNA复制的问题可能导致表观遗传变化 这些变异可能会遗传几代

成虫C. elegans蠕虫可以看到它们内部的胚胎。

科学家揭示，在细胞分裂过程中复制DNA的过程中的错误可能导致表观遗传变化，这些变异可能遗传多达五代。他们还确定了这些表观遗传变化的原因，这与失去沉默基因的分子机制的丧失有关。他们的研究结果将于8月16日发表在“科学进展”杂志上，将改变我们思考复制压力对癌症和胚胎发育过程中影响的方式，以及它的代际遗传。

细胞分裂是更新组织和器官细胞的关键。细胞分裂至关重要的有两个特定过程：胚胎发育和肿瘤发生。在细胞分裂期间复制DNA的过程中的错误可导致遗传改变，因此受损的DNA复制是众所周知的癌症标志和基因组不稳定的驱动因素。

现在，基因组调控中心(CRG)与Josep Carreras白血病研究所(IJC)和健康科学研究所Germans Trias i Pujol(IGTP)合作的科学家发现DNA复制受损也会导致大的表观遗传变化。他们的研究是在蠕虫(模式生物Caenorhabditis elegans)中进行的，表明这些全基因组表观遗传改变建立了新的基因表达状态，可以遗传多达五代。这是表观遗传变异的跨代遗传的一个突出例子，这意味着两个人的基因表达可能因其祖先所经历的压力而不同。

由ICREA研究教授和CRG Ben Lehner组长领导的研究人员也确定了导致这些表观遗传变化的机制。“为了确保细胞的正常功能并最终保持生物体的健康，重要的是保持某些基因活跃而其他基因保持沉默。在细胞内部，有一些称为异染色质的DNA-蛋白质复合物可防止基因在它们不应该被激活时被激活。最初，我们注意到人工插入蠕虫基因组并且通常被异染色质沉默的基因在携带DNA复制蛋白质突变的动物中被激活，“Tanya Vavouri CRG alumna目前是IJC和IGTP的组长，也是合着者。这项研究。“我们发现这是由异染色质的缺失引起的，并且异染色质沉默的其他基因也被激活。出乎意料的是，这种基因在没有携带DNA复制突变的动物中被不适当地激活了五代，但是有祖先做过，“她补充道。

“我们的研究结果表明，受损的DNA复制不仅会导致遗传改变，还会导致可以稳定遗传的全基因组表观遗传变化，”该论文的高级作者Ben Lehner说。表观遗传学中的一个重要问题是表观遗传状态在世代之间传播的程度。莱纳和合作者正在从许多不同角度解决这个问题和其他问题。他们以前曾报道，一些温度诱导的基因表达变化也可以在世代之间遗传。“我们希望我们的工作能改变人们对肿瘤发生和胚胎发育过程中复制压力影响以及代际遗传的影响，”他总结道。