受精卵基因組何時激活？細胞大小說了算

受精後，隨著時間的推移，個體細胞尺寸減小，合子基因組激活，觸發了早期胚胎蛋白轉錄。

生活中處處存在著變化：處於休眠狀態的植物選擇在春天開花，或者一隻年輕的成蟲開始獨自捕食等等。同樣，在胚胎早期發育過程中也存在一個轉變，即胚胎經歷生化變化，從由母體分子控制轉變為由自身基因組控制。

在進行細胞分裂的早期胚胎中，細胞周期是由母體攜帶的RNA和蛋白質調控的，此時受精卵的基因組尚處於睡眠模式。然而，在胚胎髮育早期的某個階段，這些合子細胞核會「醒來」，它們的基因組表達控制著隨後發生的生化過程。但是胚胎如何「識別」在何時發生這種轉變仍然是未知的。

近日，美國賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的一個研究小組首次在胚胎中發現，合子（指卵子和精子結合後形成的二倍體細胞結構）基因組的激活不會同時發生，而是遵循一種主要由細胞大小控制的特定模式。相關論文於本周發表在《發育細胞》雜誌上。

實驗中，利用非洲爪蟾胚胎的單細胞成像結果，研究人員發現細胞大小是控制合子基因組激活開始的關鍵參數。細胞必須達到閾值大小，才能啟動自身蛋白質的大規模轉錄。通過產生微型胚胎，研究小組證明細胞大小的變化控制著基因組激活的時間。

這項研究的結果對於了解胚胎在早期是如何發育的有非常重要的意義。論文的通訊作者Matthew C. Good博士說：「進化選擇了細胞大小作為一種調控機制，來控制胚胎髮育中的關鍵轉變。同樣的模式也可能出現在其他生物身上。」他計劃通過測量斑馬魚和小鼠的基因組激活來繼續這項工作，看看這種新的觀點是否適用於其他物種。

科界原創

編譯：花花

審稿：alone

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