开云kaiyun中国官方网站

撰文｜风

除了孟德尔遗传，父系一样使用其他路线进行跨代信息传递。其中之一是储存在精子中的小非编码RNA （small non-coding RNAs，sncRNAs），在受精时传递给卵子进而影响胚胎发育和后代表型【1,2】（详见BioArt报谈：） 。熟识精子的发育需要两个门径，包括生精小管的精子变成 （小鼠中35天） 和附睾中精子的熟识 （小鼠中7天） 。这两个技术是精子表不雅遗传组易受到影响的窗口期【3】。当今，大宗以为精子sncRNAs在附睾中受到附睾上皮细胞的影响而转换，因此环境变化不错影响附睾后作用于精子【4】（详见BioArt报谈：） 。既往参谋标明母亲代谢畸形是子代早期痴肥等健康问题的紧要危境因子【5】（详见BioArt报谈：） 。尽管如斯，父系糊口风俗若何影响子代表型仍不明晰。

近日，德国纽伦堡环境卫生参谋中心的R. Teperino参谋团队在Nature杂志在线发表题为Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs的参谋文章。该参谋确认父亲饮食风俗春联代健康的影响，并揭示饮食指引精子线粒体RNA转换进而产生跨代遗传，为优生提供进一步念念考。

为了参谋附睾精子对环境的易理性并分析附睾和生精信息对父系跨代遗传相对孝顺，团队在6周雄性小鼠给以2周高脂 （HFD） 和低脂饮食 （LFD） ，之后，再与年齿匹配雌性小鼠杂交产生F1代 （eHFD） 或交配后 （清空附睾精子） 连接4周普通饮食 （允许高脂透露的精子连接在附睾中熟识） 后再产生F1代 （sHFD） 。效能发现HFD并莫得影响精子的发生、阵势、阐明和受精智力。2周HFD饮食春联代体重莫得影响，但30%子代存在糖耐量受损 （HFDi） 和胰岛素抵触，而4周普通饮食后小鼠后代表型得以普通，标明其影响的可逆性。另外，30%HFDi小鼠的外周特征基因也在东谈主类脂肪细胞抒发并与儿童痴肥联系。这些效能标明附睾精子易受环境影响。随后，作家在LIFE Child Study数据均分析发现父亲BMI与子代痴肥孤苦探讨。

既往参谋发现精子sncRNA对饮食透露敏锐。作家通过sncRNA-seq发现25%有尾精子sncRNA对急性HFD透露敏锐，显赫的转换包括核tRNA （n-tRNA） 极度碎屑 （n-tsRNA） 的缩小以及线粒体tRNA （mt-tRNA） 极度5’碎屑 （mt-tsRNA） 的上调。与此同期，东谈主射出精子mt-tsRNA是唯独与BMI联系sncRNA，标明其在东谈主和小鼠急性代谢压力中有紧要作用。随后，作家使用eHFD和LFD的C57BL/6N小鼠精子以及C57BL/6N-mtST小鼠卵子 （ST与BL6的mtDNA存在SNPs互异） 体外受精跟踪父系起首mtRNA的跨代遗传，效能确认受精时精子mtRNA向卵母细胞升沉。早期胚胎转录组发现比拟于对照胚胎，eHFD-F1胚胎氧化磷酸化水平显赫上调。参谋标明胚胎植入前发育是握续代谢安妥经由，在生理条目下，从输卵管的卵裂期到子宫囊胚期氧化磷酸化升高6倍【6,7】。氧化磷酸化的过早激活会导致胚胎超微结构、线粒体结构和功能的转换以及子代糖耐量受损【8,9】。这些效能指示氧化磷酸化的过早激活可能触及父亲饮食指引mt-tRNA代谢疾病的跨代遗传联系。后续现实发现存尾精子在HFD条目下mt-tRNAs和mt-tsRNAs的上调是代谢压力下的生理抵偿。线粒体失能模拟HFD导致的mt-tRNAs和mt-tsRNAs上调，进而引起子代糖代谢畸形。

说七说八，这项参谋阐释父亲不健康饮食跨代遗传导致子代代谢疾病易理性加多。机制上，附睾精子受高脂饮食代谢威迫引起mt-tRNAs上调，继承精升沉至卵子后引起胚胎氧化磷酸化过早激活进而引起子代代谢杂沓词语，为代谢性疾病的发生提供新的健硕和防治念念路。

图片起首Nature批驳 【10】

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07472-3

制版东谈主：十一

参考文件

1. Simeiyun, Liu., Upasna, Sharma.(2023). Sperm RNA Payload: Implications for Intergenerational Epigenetic Inheritance.Int J Mol Sci,24(6), 0. doi:10.3390/ijms24065889

2. G Charles, Ostermeier., David, Miller., John D, Huntriss., Michael P, Diamond., Stephen A, Krawetz.(2004). Reproductive biology: delivering spermatozoan RNA to the oocyte.Nature, 429(6988), 0. doi:10.1038/429154a

3. Lundi, Ly., Donovan, Chan., Jacquetta M, Trasler.(2015). Developmental windows of susceptibility for epigenetic inheritance through the male germline. Semin Cell Dev Biol, 43(0), 0. doi:10.1016/j.semcdb.2015.07.006

4. Upasna, Sharma., Colin C, Conine., Jeremy M, Shea., Ana, Boskovic., Alan G, Derr., Xin Y, Bing., Clemence, Belleannee., et al.(2016). Biogenesis and function of tRNA fragments during sperm maturation and fertilization in mammals.Science, 351(6271), 0. doi:10.1126/science.aad6780

5. A, Jääskeläinen., J, Pussinen., O, Nuutinen., U, Schwab., J, Pirkola., M, Kolehmainen., M-R, Järvelin., J, Laitinen.(2011). Intergenerational transmission of overweight among Finnish adolescents and their parents: a 16-year follow-up study.Int J Obes(Lond), 35(10), 0. doi:10.1038/ijo.2011.150

6. Henry J, Leese.(2012). Metabolism of the preimplantation embryo: 40 years on.Reproduction, 143(4), 0. doi:10.1530/REP-11-0484

7. J R, Trimarchi., L, Liu., D M, Porterfield., P J, Smith., D L, Keefe.(2000). Oxidative phosphorylation-dependent and -independent oxygen consumption by individual preimplantation mouse embryos.Biol Reprod, 62(6), 0. doi:10.1095/biolreprod62.6.1866

8. Manuel, Belli., Ling, Zhang., Xiaowei, Liu., Annemarie, Donjacour., Elena, Ruggeri., Maria Grazia, Palmerini., et al.(2019). Oxygen concentration alters mitochondrial structure and function in in vitro fertilized preimplantation mouse embryos.Hum Reprod, 34(4), 0. doi:10.1093/humrep/dez011

9. Feuer S, Liu X, Donjacour A, Simbulan R, Maltepe E, Rinaudo P. Common and specific transcriptional signatures in mouse embryos and adult tissues induced by in vitro procedures.Reproduction. 2016 Oct 31:REP-16-0473. doi: 10.1530/REP-16-0473.

10. Chen, Cai., Qi, Chen.(2024). Father's diet influences son's metabolic health through sperm RNA.Nature, 630(8017), 0. doi:10.1038/d41586-024-01502-w

（可高下滑动有瞻念看）

BioART策略息争伙伴

（*排行不分先后）

BioART友情息争伙伴

（*排行不分先后）

转载应知

【原创文章】BioArt原创文章，迎接个东谈主转发共享，未经允许过问转载，所刊登的所有这个词作品的著述权均为BioArt所领有。BioArt保留所有这个词法定权益，违者必究。

BioArt

Med

Plants

东谈主才招聘

会议资讯

近期直播推选