來自浙江大學生命科學學院的研究人員近日在國際學術期刊《表觀遺傳學》（Epigenetics）上發表了題為「Germ cell-specific DNA methylation and genome diploidization in primitive vertebrates」的研究論文，解析了基因組DNA甲基化印記的起源和功能。
領導這一研究的是浙江大學生命科學學院生物技術系羅琛教授。其主要從事脊椎動物胚胎早期發育的基因表達調控研究。採用金魚和斑馬魚人工雌核發育單倍體系統，通過對表達活性不同的單等位基因的分析，研究脊椎動物發育過程中組織特異性和等位基因特異性甲基化式樣如何在基因組上建立，以及單等位基因表達和二倍體依賴型發育模式的表觀遺傳調控機制；以回答發育過程中基因組整體水平上的基因選擇性表達表達時空秩序這一發育生物學的核心問題。曾作為主要研究人員獲得教育部科技進步二等獎。
基因組印記（Genomic imprinting），又稱為遺傳印記（Genetic imprinting），是近年來發現的一種不遵從孟德爾定律的依靠單親傳遞某些遺傳學性狀的現象，是指在配子或合子發生期間，來自親本的等位基因或染色體在發育過程中產生專一性的加工修飾，導致後代體細胞中兩個親本來源的等位基因有不同的表達活性，具有這種現象的基因稱為印記基因（imprinted gene）。儘管目前科學家們在高等生物，如顯花植物和胎盤類哺乳動物中發現了基因組印記現象，並展開了廣泛的研究工作，但基因組DNA甲基化印記的進化起源和功能仍是尚未搞清楚的重要基礎科學問題之一。
在這篇文章中，羅琛教授實驗室研究了兩性生殖的二倍體金魚以及單性生殖的多倍體金魚卵子、精子和早期胚胎等各個發育階段中發育決定基因ntl啟動子pG島甲基化狀態，以及對表達和胚胎發育的影響。研究人員採用亞硫酸氫鹽基因組測序法測序分析，結果顯示二倍體金魚母本等位基因啟動子甲基化發生在配子形成過程中，而父本等位基因在卵裂過程中仍維持表觀遺傳非對稱。而在多倍體金魚中ntl啟動子則不發生甲基化修飾。採用基因敲除方法抑制甲基化CpG依賴的轉錄阻抑物Kaiso表達，則可顯著地提高胚胎發生早期母本等位基因的甲基化水平，並修復了二倍體金魚的雌核發育單倍體早期脊索形成。這一結果表明母本ntl等位基因沉默發生在胚胎形成早期，這種早期沉默依賴於甲基化CpG結合蛋白Kaiso。利用單序列多態性分析方法在二倍體金魚中解析父本和母本轉錄物，我們證實非甲基化的父本等位基因在2-細胞階段開始轉錄，並在卵裂期保持轉錄活性。
這些結果表明動物中基因組印跡起源於最低等的脊椎動物，通過抑制單性生殖而調控脊椎動物基因組加倍-二倍化進化過程。這一研究也揭示了脊椎動物DNA的表觀遺傳修飾影響遺傳的一種方式。（來源：生物通 何嬙）
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