在人類和小鼠細胞中,DNA 包裹在稱為組蛋白的蛋白質周圍,組蛋白以有序的方式折疊並容納在一個小細胞核中。這種 DNA 和蛋白質的複合物通常稱為染色質。在精子中,超過90% 的組蛋白被稱為魚精蛋白的小蛋白質所取代,從而使DNA 折疊得更加緊湊,從而產生高度粘性的染色質,精子細胞核的大小僅為正常細胞核的一小部分。
雖然這種組蛋白魚精蛋白替代和染色質聚集對於精子獲能至關重要,但精子基因組中少數剩餘組蛋白的位置和功能長期以來一直是爭論的主題。闡明需要從細胞核中分離出染色質,但精子染色質極其堅硬,無法通過常規方法均勻地洗脫,因此難以評估。
這次,由東京大學研究生山口浩介和東京大學副教授岡田佑樹領導的研究小組開發了一種通過用核藍蛋白處理精子來均勻溶解精子染色質的方法,該方法具有去除魚精蛋白的特性,這使得更準確地評估定位成為可能。此外,使用該方法進行定位分析(下一代測序分析)的結果發現,精子組蛋白根據修飾狀態(乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等)具有特定的基因組區域。結果表明,這些粒子是有規律地定位的。
在不改變基因組DNA序列的情況下改變表型和基因表達水平的機制稱為表觀基因組。近年來,父親的生活環境和習慣通過精子遺傳給後代的“表觀基因組遺傳”現象引起了廣泛關注。