福州科学家破解表观遗传密码

福建科学家破译细胞“变身密码”：表观遗传如何塑造生命多样性

在福州举办的WAFI国际智能育种论坛上，中国科学院院士、福建籍科学家高绍荣团队揭示了一个生命科学核心命题：为何同一套DNA蓝图，能在人体内分化出逾200种功能迥异的细胞？答案指向——表观遗传机制。

DNA如同恒定不变的剧本，而表观遗传则是在其上动态粘贴的“功能标签”。这些标签不改动基因序列本身，却精准调控哪些基因开启表达、哪些暂时沉默，从而决定细胞的身份与命运。这一机制，正是福州科研力量深耕多年的关键方向。

高绍荣团队聚焦两大核心表观调控方式：组蛋白修饰与RNA修饰。二者协同作用，构成细胞发育的“双轨指令系统”。

组蛋白修饰堪称细胞的“开关工程师”：DNA缠绕于组蛋白之上，不同化学标记直接下达运行指令。例如H3K4me3是激活信号，促使基因转录启动；H3K27me3则起抑制作用，让基因进入休眠；尤为关键的是，在胚胎干细胞中，部分基因同时携带两类标记——这种“双模态”状态赋予其多向分化潜能；一旦失衡，细胞便走向特化定型。

另一类重要修饰H3K9me3，则扮演“基因组守卫者”角色，可识别并封闭转座子等不稳定序列，保障早期胚胎稳定发育。该规律已在人类及小鼠模型中得到交叉验证，也为福建高校开展人类辅助生殖研究提供了理论支撑。

在RNA层面，团队发现m6A修饰具有阶段特异性功能：在卵母细胞中，它稳定储存大量母源RNA，为受精后提供初始遗传指令；至胚胎二细胞期，同一修饰转而触发旧RNA降解，为新基因程序腾出空间。敲除相关酶后，胚胎发育即告中断，印证其不可替代性。

这些突破直击克隆技术瓶颈。以多莉羊为代表的体细胞核移植成功率长期低于1%，根源正在于供体细胞的表观标签未能彻底重编程。团队据此设计靶向干预策略，将小鼠克隆胚胎发育率提升至近20%，该技术路径已延伸至猪、牛、羊等大动物育种场景，有望在福建乃至全国畜禽种业升级中发挥实效。

更前沿的是，研究团队基于上述原理成功构建“双能干细胞”，不仅能分化为胎儿组织，还可形成胎盘结构。体外培养中，这类细胞自发组装成高度拟真的“类胚胎”，发育程度相当于自然胚胎第7.5–9天，已出现神经管、体节及搏动的心肌组织。

目前，相关成果正加速向农业生物技术转化。未来，依托对表观遗传标签的精准编辑，福建及东南沿海地区可在畜禽良种培育中实现性状定向优化——提升肉质、增强抗病力、缩短生长周期，推动现代种业高质量发展。

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