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一個研究小組通過刺激兩種表觀遺傳因子，提高了用體細(xì)胞核移植方法克隆的小鼠的生存能力，并通過這樣做表明，要更有效地創(chuàng)造克隆動物，需要在表觀遺傳領(lǐng)域做進(jìn)一步的工作。他們還發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)鍵的表觀遺傳學(xué)機(jī)制，似乎是胚胎植入后發(fā)育的主要障礙。
克隆動物如綿羊多莉是通過一種稱為體細(xì)胞核移植( SCNT )的過程產(chǎn)生的，在這種過程中，含有個體DNA的正常體細(xì)胞核被移植到已被重新編程為細(xì)胞的卵細(xì)胞中。如果一切順利，捐贈人的基因*相同的克隆就會被創(chuàng)造出來，但事情通常不會順利。例如，在多利的情況下，在個胎兒成功受孕之前，必須手動進(jìn)行277次以上的手術(shù)。
近，包括RIKEN科學(xué)家在內(nèi)的研究小組得出結(jié)論，表觀遺傳因子( DNA或組蛋白的化學(xué)修飾而不是遺傳密碼本身的變化)在阻礙克隆的正常發(fā)育方面起著關(guān)鍵作用。首先，一種稱為組蛋白H3賴氨酸9*基化的表觀遺傳因子被發(fā)現(xiàn)是重新編程的SCNT胚胎正常發(fā)育的一個重要障礙，通過注射一種稱為kdm4d的去甲基化因子去除這一因子提高了克隆胚胎的成功植入率。其次，一種叫做exist的RNA，通常只從父系X染色體表達(dá)，在SCNT中從兩個X染色體表達(dá)，導(dǎo)致植入后發(fā)育問題。由于這兩種障礙，小鼠中只有大約1 %的SCNT胚胎能夠成功受孕。
在目前發(fā)表于inCell Stem Cell的實驗中，研究人員將這兩種方法結(jié)合起來，使用現(xiàn)有基因被敲除的細(xì)胞，然后注射Kdm4d信使RNA。使用這種聯(lián)合方法，大約20 %的植入細(xì)胞達(dá)到足月。
這項研究還發(fā)現(xiàn)，即使胚胎移植成功，它們也經(jīng)常出現(xiàn)異常，阻礙它們正常發(fā)育，胎盤本身也存在異常。進(jìn)一步的研究表明，雖然受精胚胎和SCNT胚胎表觀遺傳標(biāo)記的總體水平相似，但通過甲基化沉默的特定基因存在差異。此外，科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了一組特殊的基因，這些基因不是從受精胚胎的母體染色體上表達(dá)的，而是從SCNT胚胎的父本染色體和母體染色體上表達(dá)的。已知這些基因參與胎兒和胎盤的發(fā)育，為植入后發(fā)育失敗提供了可能的解釋。。
根據(jù)RIKEN生物資源研究中心的Shogo Matoba，這項研究的作者，“通過這項工作，我們已經(jīng)明確地表明表觀遺傳修飾將需要被調(diào)節(jié)以進(jìn)一步提高SCNT的效率。我們已經(jīng)取得了很好的進(jìn)展，并且還發(fā)現(xiàn)了一組關(guān)鍵的基因，我們認(rèn)為，這些基因阻礙了胎兒在植入后的正常發(fā)育。我們將繼續(xù)研究如何克服這一進(jìn)一步的障礙，希望能提高克隆的效率。"
