Science：为何每个人的长相都不一样？看科学家如何解释

虽然在每个人体内控制面容形成的基因都大致相同，但每一张面孔都是独一无二的。Filippo Rijli和他的研究团队发现了能够调节面部形态形成的表观遗传学机制。在早期发育过程中，形成不同面部结构的神经嵴细胞能够维持染色体的可塑性，所有参与其中的基因都处于准备状态来应答局部信号。一旦细胞暴露于环境信号，神经嵴细胞的基因就会从准备状态变成活跃状态，诱导位置特异性的转录程序，来形成下巴、颧骨和额头等结构。

神经嵴细胞形成了大部分的头骨、面部软骨和骨骼，在早期胚胎发育阶段，神经嵴细胞从发育中的神经管迁移到未来的头部区域。这些发生迁移的神经嵴细胞是天然的多能细胞，一旦到达它们最终的目的地，就会发生命运决定向软骨方向分化。

神经嵴细胞也会获得特定的位置身份，从而确定骨骼和软骨的形状，将来形成下颌骨和下巴、颧骨、鼻子和额头。细胞在迁移过程中对这种位置身份的获得取决于它们迁移的路径和与局部环境的相互作用。但是即使在迁移之后位置身份不可逆转地确定下来，神经嵴细胞仍然会维持一定的可塑性。

到目前为止，虽然科学家们已经知道神经嵴细胞时刻准备应答局部信号，诱导位置特异性的转录程序，但还不清楚这些细胞如何通过迁移维持可塑性。

Filippo Rijli和他的研究组已经解释了对染色体结构的表观遗传调控如何影响了这一过程。

在这项发表在国际学术期刊Science上的新研究中，他们描述了一种特定的染色质结构，神经嵴细胞会在转录水平时刻准备直到迁移结束，因此维持形成各种不同面部元件的潜能，与它们最终的位置无关。

研究人员发现一旦神经嵴细胞接收到特定的环境信号就会失去抑制性的H3K27me3标记，开始位置特异性转录程序。除此之外，研究人员还发现染色质状态受到Ezh2的调控，Ezh2能够向H3K27上添加甲基基团。

研究人员评论道："该研究为理解为何存在不同的面部特征提出了新的概念性框架。表观遗传调控或可让神经嵴细胞对局部环境信号进行快速应答，因此解释了不同人之间在面容上的差别。"

原始出处：

Minoux M, Holwerda S, Vitobello A, Kitazawa T, Kohler H, Stadler MB, Rijli FM, (2017) Gene bivalency at polycomb domains regulates cranial neural crest positional identity.Science DOI: 10.1126/science.aal2913

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