研究人员阐明了控制青春期开始的基因网络

俄勒冈健康与科学大学(Oregon health & Science University)和匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的研究人员在高度进化的非人类灵长类动物中，首次发现了一个复杂的基因超家族的成员，该家族调节青春期的时间。锌指基因家族由大约800个基因组成。

这一网络中的少数基因，在神经内分泌大脑中运作，起到“神经生物学刹车”的作用，将负责启动青春期的下丘脑基因的激活推迟到童年结束，从而防止该过程的过早觉醒。这篇论文今天发表在杂志上自然通讯。

这篇论文证明了ZNF基因家族编码抑制因子——抑制基因活性的蛋白质——来抑制青春期的启动。研究人员的新见解更好地帮助科学家解释环境因素是否将青春期的开始推迟到更年轻的年龄。青春期提前与卵巢癌、子宫癌和乳腺癌的发病率增加以及心血管疾病和代谢性疾病的发病率增加有关。

“加深了我们对大脑控制青春期的开始可以让我们理解为什么女孩在更早的年龄开始青春期。这知识可能有助于为开发治疗性早熟的新途径奠定基础，”Alejandro Lomniczi博士说，他是该研究的首席研究员，也是俄勒冈州国家灵长类动物研究中心的神经科学助理科学家。“我们的怀疑是，人造产品和其他环境因素(如营养)中所含的化学物质可能通过表观遗传学拮抗ZNFs等基因阻滞剂来加速生殖发育。”

ZNFs通过设置运动机制，在不改变DNA序列的情况下修饰基因活性来发挥抑制作用。正因为如此，ZNFs被认为是“表观遗传的”，这意味着在不改变遗传密码本身的情况下，将环境信息传递给基因。

研究人员发现，在非人灵长类动物中，编码GATAD1和ZNF573以及其他五个ZNFs的信使rna的丰度在幼年到青春期的过渡期间减少，此时下丘脑驱动垂体-性腺轴的刹车被释放。ZNFs促进了一种名为“组蛋白3赖氨酸4二甲基化”(histone 3 dimethylated at lysine 4, H3K4me2)的dna相关蛋白的丢失，该蛋白来自促进青春期的基因控制区域。H3K4me2通常与基因激活相关。利用基因治疗范式和啮齿动物模型，研究人员选择性地增加了青春期前雌性大鼠下丘脑中GATAD1或ZNF573的丰度，并观察到这些动物的青春期延迟。总的来说，他们的发现表明，在青春期前发育后期，随着下丘脑中ZNFs的产生减少，“刹车”保持不变青春期在检查释放和性成熟开始。

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