控制生命的第一步

胚胎发育过程中,5-甲酰胞嘧啶能激活基因。

德国美因茨分子生物学研究所 (IMB) 的克里斯托夫·尼尔斯 (Christof Niehrs) 教授和他的团队已经发现一种被称为 5-甲酰胞嘧啶 (5fC) 的饰是一种表观遗传开关,可在胚胎发育早期激活基因。

这一发现首次证明脊椎动物拥有不止一种表观遗传DNA标记,为基因在发育早期如何受到调控提供了新的见解。他们的研究成果发表在《细胞》杂志上。

5fC 是除甲基胞嘧啶之外第二

个被证实的表观遗传 DNA 修饰

我们的身体由数万亿个细胞组成,它们共同 美国数据中的电话号码列表 作用形成一个功能性有机体。然而,我们每个人最初都只是一个受精卵细胞。要成为一个完整的人,这个单细胞必须快速繁殖,在正确的位置形成所有正确的器官。这一发育过程取决于数千个基因在正确的时间和地点被激活。基因的激活/失活由所谓的表观遗传修饰控制,即附着在 DNA 及其相关蛋白质上的化学基团,它们的作用就像交通灯一样,可以打开或关闭基因。

5fC 激活早期胚胎中的基因。图片来源:IMB

几十年来,科学家一直认为脊椎动物的 DNA 上只有一种表观遗传修饰,即胞嘧啶甲基化,这种修饰与基因沉默有关。十年前,人们在脊椎动物的 DNA 中又发现了三种化学修饰,但由于这些修饰的含量极少,科学家不确定它们是否是功能性表观遗传标记。

现在,克里斯托夫·尼尔斯教授及其团队首次证明,其中一种修饰 5-甲酰胞嘧啶参与了早期发育中基因的激活。这一发现意义重大,因为它证明了脊椎动物拥有不止一种表观遗传 DNA 标记,并揭示了一种新的、以前未知的表观遗传基因调控机制。“这些发现是表观遗传学的真正突破,因为 5fC 是除甲基胞嘧啶之外第二个被证实的表观遗传 DNA 修饰,”尼尔斯说,他是 IMB 的创始人兼科学主任,该研究所于 2011 年在约翰内斯古腾堡美因茨大学 (JGU) 校园内成立。

研究青蛙和小鼠胚胎中的 5fC

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在他们的研究中,科学家们观察了青 可以搜索的品牌 蛙胚胎中的 5fC。通过显微镜和色谱分析,他们发现 5fC 在发育的开始阶段急剧增加,这是一个关键步骤,称为合子激活,许多基因被激活。正如这项研究的第一作者 Eleftheria Parasyraki 所解释的那样:“在显微镜下可见的微小点或染色中心中观察到 5fC 是令人兴奋的。基于它们,我们怀疑 5fC 在早期胚胎发育中一定发挥了重要作用。”

为了证明 5fC 是一种激活表观遗传标记,科学家们通过基因操纵胚胎中的酶来增加或减少 DNA 上的 5fC 数量。增加 5fC 会导致基因表达增加,而减少 5fC 则会降低基因表达,这表明正是 DNA 上的 5fC 的存在激活了基因。最后,科学家们还在合子基因激活过程中观察到小鼠胚胎中的 5fC 染色中心。这表明 5fC 可能在哺乳动物和青蛙中都充当激活表观遗传标记。

5fC 是 DNA 上的一种激活表观遗传调节因子,这一发现引发了许多问题,比如它究竟如何发挥作用,以及除了早期合子基因组激活之外,它还发挥什么作用。特别是,癌细胞可以有非常高的 5fC 含量。需要对 5fC 进行更多研究来回答这些问题,这可能最终有助于我们更好地了解我们如何发育以及基因调控在疾病中是如何被破坏的。

梅毒发病率上升

美国疾病控制与 adb 目录 预防中心 (CDC) 估计,2018 年至 2022 年间,成人和先天性梅毒病例分别增加了 80% 和 183%。改进的梅毒诊断策略对于覆盖孕妇和医疗保健机会有限的人群至关重要。

尚未确定最佳的梅毒筛查模型,尤其是预防先天性梅毒的模型。先前的文献支持根据临床因素(例如活动性症状或怀孕)进行有针对性的急诊科梅毒筛查。然而,这些模型中使用的筛查标准无法涵盖大多数无症状梅毒患者。

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