深圳子科生物報(bào)道：線(xiàn)粒體是細(xì)胞內(nèi)最重要的細(xì)胞器之一。細(xì)胞日常所需能量的90%以上都是由線(xiàn)粒體提供的。線(xiàn)粒體功能失常與人類(lèi)很多重大疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。環(huán)境中有多種因素可能導(dǎo)致線(xiàn)粒體功能損傷，如微生物毒素、部分農(nóng)藥或抗生素。與此同時(shí)，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的活性氧等也會(huì)對(duì)線(xiàn)粒體造成傷害。這些能夠?qū)€(xiàn)粒體造成損傷的因素統(tǒng)稱(chēng)為線(xiàn)粒體脅迫。

鑒于線(xiàn)粒體的重要性和線(xiàn)粒體脅迫的廣泛存在，生物是否在長(zhǎng)期演化的過(guò)程中進(jìn)化出了將線(xiàn)粒體脅迫信息傳遞給子代，從而使得子代能夠更好地適應(yīng)線(xiàn)粒體脅迫的機(jī)制呢？

來(lái)自北京大學(xué)的研究人員發(fā)表了題為“N6-methyldeoxyadenine is a transgenerational epigenetic signal for mitochondrial stress adaptation”的論文，報(bào)道秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)可以將親代受到的線(xiàn)粒體脅迫信息通過(guò)DNA和組蛋白甲基化傳遞給子代，使得子代對(duì)線(xiàn)粒體脅迫有更好的適應(yīng)性。

這一研究成果公布在12月3日的Nature Cell Biology雜志上，劉穎研究員為論文通訊作者，第一作者為馬成川。

劉穎課題組在研究中發(fā)現(xiàn)，用線(xiàn)粒體抑制劑或者病原菌處理線(xiàn)蟲(chóng)造成其線(xiàn)粒體脅迫時(shí)，親代線(xiàn)蟲(chóng)的發(fā)育延緩。但在相同的處理?xiàng)l件下，子代線(xiàn)蟲(chóng)的發(fā)育明顯優(yōu)于親代，并且這種適應(yīng)性在線(xiàn)粒體脅迫移除的情況下仍然能夠維持傳遞4代。

通過(guò)遺傳學(xué)手段，劉穎課題組發(fā)現(xiàn)線(xiàn)粒體脅迫適應(yīng)性的跨代遺傳受到組蛋白H3K4me3和DNA 6mA兩種甲基化修飾的調(diào)控。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)子代建立的組蛋白和DNA甲基化通過(guò)修飾線(xiàn)粒體脅迫響應(yīng)相關(guān)基因的啟動(dòng)子區(qū)，使得這些應(yīng)激基因在子代遭遇線(xiàn)粒體脅迫時(shí)能夠更快速高效地被啟動(dòng)，進(jìn)而使得子代具備對(duì)線(xiàn)粒體脅迫更強(qiáng)的適應(yīng)性。

親代線(xiàn)蟲(chóng)遭受線(xiàn)粒體脅迫后通過(guò)蛋白和DNA甲基化將信息傳遞給子代，增強(qiáng)子代對(duì)脅迫環(huán)境的適應(yīng)性

DNA 6mA甲基化于2015年首次被證明存在于衣藻、線(xiàn)蟲(chóng)和果蠅基因組中，近兩年來(lái)也相繼有報(bào)道證實(shí)DNA 6mA甲基化形式存在于更高等的生物甚至是人類(lèi)基因組中。然而，該修飾的生物學(xué)功能和調(diào)控機(jī)制仍不清楚。劉穎課題組首次發(fā)現(xiàn)DNA 6mA參與線(xiàn)粒體應(yīng)激，并與組蛋白H3K4me3共同調(diào)控了線(xiàn)蟲(chóng)線(xiàn)粒體脅迫適應(yīng)性的跨代遺傳。

原文標(biāo)題：

N6-methyldeoxyadenine is a transgenerational epigenetic signal for mitochondrial stress adaptation