近日，Nature在线发表了题为Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs的研究论文，发现让雄性小鼠摄入高脂肪饮食会提高其精子中某些类型的 RNA 水平。食用这种不健康饮食的雄性小鼠的后代会出现新陈代谢问题，如葡萄糖不耐受。根据流行病学分析，体重指数（BMI）高的人类父亲的后代也会出现类似的问题。
之前的多项研究已经发现精子中蕴藏着复杂且对环境敏感的小非编码 RNA（sncRNA)，它们影响着后代的发育和成年后的表型。而附睾中的精子是否会直接受到环境因素的影响，目前尚不完全清楚。
该研究利用急性高脂饮食范制造了两种小鼠模型，来剖析附睾与睾丸对精子sncRNA库和后代健康的贡献。发现附睾精子（而非发育中的生殖细胞）对环境很敏感，并确定线粒体 tRNAs（mt-tRNAs）及其片段（mt-tsRNAs）是精子表冠遗传信息的传递因子。在人类中，精子中的 mt-tsRNA 与体重指数相关，父亲在受孕时超重会使后代肥胖的风险增加一倍，并损害代谢健康。对线粒体功能基因突变小鼠的精子sncRNA测序以及对其野生型后代的代谢表型分析表明，mt-tsRNAs的上调可能导致线粒体功能障碍。基因杂交双细胞胚胎的单胚胎转录组学显示，受精时精子向卵细胞转移了 mt-tRNA，并表明它们参与了胚胎早期转录的控制。研究还证实了父亲在受孕时的健康对后代代谢的重要性，表明了 mt-tRNAs 是由饮食诱导精子表冠遗传修饰的携带因子，并在生理环境下证明了精子线粒体 RNAs 在受精时由父亲向后代的转移。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07472-3
