在青蛙開始發(fā)育的時候，青蛙胚胎并不能完全控制它們將要打開或關(guān)閉哪些基因——而是它們的母親，通過卵細胞中特定的蛋白質(zhì)做到了這一點。12月18日，荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)的分子發(fā)育生物學(xué)家在《Nature Communications》公布了這些研究結(jié)果。

青蛙胚胎不僅能接收來自母親的基因信息，而且還接收關(guān)于“如何使用這些DNA”的指令說明。這就是內(nèi)梅亨大學(xué)分子生命科學(xué)研究所的分子發(fā)育生物學(xué)家Saartje Hontelez及其同事的發(fā)現(xiàn)。長期以來，科學(xué)家們認為，基因調(diào)控是不可遺傳的。

母親的工具

母親的影響究竟是如何起作用的？Hontelez解釋道：“母親會傳遞各種各樣的工具，例如蛋白質(zhì)和RNA，控制胚胎的基因調(diào)控。因為這些工具是非常特殊的，所以胚胎的可能性是有限的。關(guān)于“哪些基因可以被打開，而哪些基因不能被打開”，母親設(shè)定了嚴格的界限。只有第十二次細胞分裂之后，胚胎才可以產(chǎn)生它自己的RNA，從而對基因調(diào)控有一定的影響。但是這個過程在很大程度上仍然還是由母親控制的，直到在胚胎發(fā)育過程很久以后。

驚人之處

研究人員稱：“母親所產(chǎn)生的影響，數(shù)量大的讓我們吃驚。我們一直認為，基因調(diào)控是不可遺傳的，因此認為是胚胎控制著它。但是，當我們關(guān)閉了胚胎的RNA生產(chǎn)以后，讓我們驚訝的是，這卻沒有什么影響。這不僅是早期胚胎發(fā)育過程中重要基因的情況，而且是在很久以后的器官形成期。這很清楚地表明，母親負責胚胎發(fā)育的早期階段，在很久以后她的影響仍然是強烈的。”

快速發(fā)育

在這項研究中，Hontelez和她的同事研究了西方爪蟾（非洲爪蟾）的胚胎，因為它們的胚胎發(fā)育發(fā)生的非常迅速：從受精時刻到胚胎RNA生產(chǎn)開始之間，只有六個小時。并進行了比較，二十四小時后，哺乳動物的胚胎開始產(chǎn)生它們自己的RNA。

Hontelez解釋說：“當你考慮一只青蛙所產(chǎn)的卵的數(shù)量，以及有多少卵成功地發(fā)育成青蛙，不足為奇的一點是，胚胎是從它們的母親那里中獲得了一些幫助。這是一個預(yù)定編程的系統(tǒng)，確保早期胚胎發(fā)育通常是成功的?，F(xiàn)在，這些結(jié)果可以與老鼠、甚至是人類的發(fā)育相提并論嗎？是的，它們可能是大致相同的。最大的區(qū)別在于，哺乳動物的胚胎在第一次細胞分裂后開始產(chǎn)生它們自己的RNA。但是到那一刻的時間比青蛙要長得多。值得一提的是，參與建立表觀基因組的基因，都與人類癌癥有關(guān)。”