科學家發現開啟哺乳動物生命旅程的關鍵基因

　　人類胚胎的形成都開始于受精卵的結合，受精卵作為原始的細胞能夠攜帶來自母親和父親細胞基因組的一個拷貝，然而受精卵的遺傳信息僅會在其進行數次分裂后開始表達，但目前研究人員并不清楚誘發受精卵基因組激活的分子機制，近日，一項刊登在國際雜志Nature Genetics上的研究報告中，來自瑞士洛桑聯邦理工學院的研究人員通過研究發現，DUX蛋白家族成員或許能夠“點燃”新生胚胎中的基因表達程序，該研究也將會成為發育生物學中的一大里程碑。

　　文章中，研究者Alberto de Iaco對遭受肌肉萎縮癥的患者進行研究，患者機體中出現的突變會誘發肌肉細胞中名為DUX4的蛋白產生，正常情況下該蛋白僅會在人類胚胎早期發育階段被檢測到。研究者發現，當DUX4蛋白在肌肉細胞中被強制產生時，其就會在受精卵基因組激活期間開啟一系列基因的表達，同時研究者也首次發現DUX4是一種關鍵的調節子。

　　為了證實上述說法，研究者分析了一些公開數據來確定在胚胎發育開始的一些日子里人類基因組中有哪些組分能夠進行表達，結果發現，DUX4是該階段最開始表達的基因之一，其在受精卵基因組被激活之前能夠釋放高濃度的蛋白產物。研究者同時還表示，DUX4蛋白能夠同受精卵基因組激活期間被誘導基因的調節性區域相結合，從而刺激這些基因的表達。下一步研究者將對小鼠的胚胎干細胞進行研究，這些小鼠的胚胎干細胞中含有小鼠版本的DUX4基因（簡寫為DUX），當處于培養狀態下，當較為先進的胚胎細胞回歸至其特性之前，一小部分細胞就會展現出2個細胞階段胚胎的基因表達模式，但當研究人員剔除DUX基因后，該過程就會停止，2個細胞階段樣的細胞亞群的出現也會被抑制。

　　當研究人員利用CRISPR/Cas9基因編輯技術從受精的小鼠卵母細胞中剔除DUX基因后，他們發現了最終的證據，這樣就能抑制受精卵基因組的激活，同時還會在第一次細胞分裂的基礎之上抑制胚胎的生長。這樣研究中研究者重點對DUX4蛋白進行了研究，其作為一種主要的調節子能夠在人類、小鼠以及所有的胎盤哺乳動物胚胎生命的最早期階段重啟基因組的表達。

　　研究者Didier Trono說道，我們解開了一個古老的謎題，本文研究也闡明了誘發基因程序最終讓我們清楚自身起源的分子機制，同時還幫助研究人員清楚理解了不育癥的特殊案例，并且為后期開發相關療法治療DUX相關的肌肉萎縮癥提供了新的線索；后期研究人員還需要通過更為深入的研究獲得更多的研究結論。