精子中小RNA的变化可能有助于受精

麻省大学医学院教授Oliver J. Rando博士的两篇论文为哺乳动物的受精和表观遗传过程提供了新的视角。总之，该研究提供了重要的见解，即表观遗传学 - 从基因组外部进行的遗传性状的研究 - 从父亲到后代的工作。这些研究发表在“发育细胞”杂志上，并提供有关雄性对其后代的表观遗传贡献的新信息。

过去十年在表观遗传学领域的研究为父母所经历的疾病可能影响后代的疾病风险和其他特征的观念提供了意想不到的支持。哺乳动物雌性对其后代的贡献是明显的 - 例如核和线粒体DNA，以及在妊娠期间暴露于各种因子 - 但是对于精子中发现的DNA之外的雄性贡献知之甚少。

“对父亲对发育的贡献的研究，包括对精子健康的环境贡献，是一个蓬勃发展的研究领域，”UMMS生物化学和分子药理学教授Rando博士说。“此外，由于辅助生殖使用的增加，研究直接从睾丸和射精精子中取出的精子之间的差异也是至关重要的，以研究这些差异是否会对长期健康产生影响。子孙后代。”

两项研究都研究了小RNA，以确定这些分子如何促成小鼠精子的表观遗传变化。

在由UMMS博士后研究员Upasna Sharma博士领导的第一项研究中，研究人员研究了当精子离开睾丸并通过附睾向输精管移动时小RNA的情况，这个过程大约需要两次周。研究人员发现，精子经历了它们的RNA“有效载荷 - 带有信息的小RNAs”的巨大变化 - 在此期间。他们还证实，精子中发现的一些RNA来源于父系附睾，后来转移到精子细胞。

第二项研究着眼于小RNA在精子中的功能意义以及这些小RNA是否对精子或受精卵有任何影响。由UMMS博士后助理Colin C. Conine博士领导的研究小组发现，精子中的小RNA对于正常的植入前发育至关重要。具体来说，他们表明胚胎受精于附睾早期的精子 - 精子尚未获得完整的调节RNA负载 - 在发育早期表现出基因失调，然后无法有效地植入子宫。研究人员可以通过从epidydimal通路末端注入小RNA到新形成的胚胎来纠正这些缺陷。

Rando和其他人的早期研究表明，父系环境条件会影响其后代的健康，男性的生活方式和暴露于潜在危险因素(如压力和毒素)会影响精子中小RNA的水平和类型。研究人员计划继续研究小RNA在生殖和发育中的作用。

“使用睾丸精子受精产生了大量胚胎，睾丸精子的射精精子中RNA含量略有不同，”Rando说。“因为我们现在表明，即使从附睾开始到结束时精子之间相对微妙的RNA差异也会影响后代，探索辅助生殖中使用的精子的这些影响将会很有趣。”