人类母亲的腹中育有婴儿9个月，然后在分娩后继续花费数年时间抚养和养育子女，教他们如何执行基本和高级的生存任务。另一方面，果蝇产下的卵子可以自行发育。这使他们看起来像是不负责任的父母，只是抛弃了自己的孩子。然而，弗莱堡马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所的Asifa Akhtar实验室进行的一项新研究表明，果蝇妈妈实际上通过向其提供表观基因组中编码的生活指导手册来确保后代的成功。

从基因组到表观基因组

我们从DNA序列编码的父母那里获得遗传信息。但是，即使人体中的所有细胞都包含相同的DNA，它们也会“表达”不同的基因来实现不同的功能。DNA包裹在组蛋白周围，形成称为核小体的单个重复单元。许多核小体结合在一起形成位于所有细胞核中的“染色质”。

表观遗传修饰(例如向组蛋白中添加化学基团)会导致染色质组织发生变化，从而可能触发基因激活(“表达”)或基因沉默。表观遗传学因此代表了附加的信息层，可以帮助细胞确定激活哪些基因。尽管它们的基因组相同，但我们体内的细胞却拥有不同的“表观基因组”。

母亲的代际信息传递

母体的生殖细胞，卵母细胞和精子在受精过程中融合形成新的生物。据认为，大多数表观遗传标记在每一代之间被删除。这种表观遗传复位使得每个新个体都可以重新读取所有基因。现在，来自阿西法·阿赫塔(Asifa Akhtar)实验室的科学家发现，一种特殊的组蛋白修饰，即第16赖氨酸(简称H4K16ac)上组蛋白H4的乙酰化作用，是从母亲的卵母细胞到年轻胚胎的代际维持。

H4K16ac是一种表观遗传修饰，通常与基因激活有关。但是，我们知道在卵母细胞或胚胎生命的前三个小时内均未表达基因。这就引出了一个问题：H4K16ac在这个早期阶段做什么?” Asifa Akhtar说。为研究该组蛋白标记在早期果蝇发育中的功能，研究小组进行了全基因组范围的分析。他们发现许多DNA区域H4K16ac在其基因激活开始之前的早期发育阶段被“标记”。

母亲的表观遗传建议对胚胎发育至关重要

当母亲未能将此标记传递给她的孩子时，H4K16ac对后代的重要性就变得显而易见。科学家利用遗传方法和转基因果蝇设计了实验，以从果蝇母体内去除MOF酶。已知MOF负责H4K16ac修饰物的沉积。

值得注意的是，当科学家研究没有H4K16ac信息的后代时，他们发现在正常条件下以H4K16ac标记的基因现在不再适当表达，其染色质组织受到严重破坏。大多数未能获得母亲H4K16ac指示的胚胎随后死于灾难性的发育缺陷。H4K16ac在种系中具有指导作用，以后对于胚胎发育必不可少。该研究的第一作者玛丽亚·萨玛塔(Maria Samata)说，这几乎就像母亲在便笺上留下了便条，上面写着有关当孩子第一次独自在家时在哪里可以找到食物或在紧急情况下应该打电话给谁的指示。 。