廣州專家在人類胚胎發育和進化合作研究中獲突破

2020-12-20 金羊網

金羊網訊 記者符暢、通訊員白恬報導：3月9日，國際頂級雜誌《Cell》在線發表了廣醫三院劉見橋教授與中科院基因組所劉江、山東大學陳子江合作完成的題為「Chromatin Accessibility Landscape in Human Early Embryos and Its Association with Evolution」的研究成果，該研究全球首次報導了人類早期胚胎發育過程中染色質開放性的調控圖譜，揭示了人類胚胎發育和進化的奧秘。

眾所周知，人類生命是從受精卵開始，但從受精卵如何發育成為一個含有200多種細胞類型、36個重要器官的複雜有機體？這一過程是生命科學最大的難題之一。

科學家們已經知道，發育需要人體內的基因能夠按照設定的程序、在特定時間和特定地點有序表達，這一過程即為「基因表達編程」。類似於計算機運行程序需要使用計算機語言編程，人體設定基因表達也有一套「程式語言」——又被稱為「染色體開放狀態」。據悉，劉見橋教授團隊參與合作發表的此項研究成果，解讀了該「程式語言」如何指揮人類胚胎的基因表達。

據介紹，人受精之後大約有兩天的時間非常特殊，這一個時期的細胞和人類其他所有的細胞都有巨大的差異，這段時間的胚胎幾乎沒有基因表達。那麼如何讓人的基因開始表達，哪些基因會先表達、哪些基因後表達，一直以來，科學家都難以研究這個過程。

在該研究中，在倫理委員會批准和指導下，研究人員從82對不孕症夫婦（女性輸卵管障礙，精子卵子正常）取材，為尋找基因表達的「開關」，研究團隊建立了超微量細胞的檢測方法，最終找到啟動人類基因組表達的關鍵分子「Oct4」，並發現進化過程中早出現的基因（老基因）會先表達、而後出現的基因往往會後表達，也即是說老基因的調控開關最先被打開。該研究國際上首次研究了人類胚胎基因組表達的激活機制。

此外，科學家們進一步發現，脫氧核糖核酸(DNA)的突變會引起人類進化。具體來說，DNA序列中有一類片段被叫做「轉座子」，顧名思義是它們常常從一個區域跳到另一個區域，導致DNA突變。科學家們推測，當轉座子在胚胎中處於活躍狀態，使人類基因產生突變，便有可能傳遞到後代中，最終引起人類的進化。

據悉，該研究揭示了人類胚胎早期發育的基因表達調控模式，為人類的生育繁衍、遺傳病的防控以及優生優育提供了理論基礎，不僅對人類生殖發育研究意義重大，也對認識生命起源有著重大啟示；奠定了我國在人類進化及胚胎發育研究領域的國際領先地位。

編輯：yulin

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