該項(xiàng)研究推進(jìn)了人類對(duì)輻射損傷遺傳機(jī)制的了解。同時(shí)，該文作者強(qiáng)調(diào)，社會(huì)應(yīng)額外加強(qiáng)對(duì)男性輻射防護(hù)的關(guān)注度。尤其對(duì)于備孕期的男性，應(yīng)避免接觸包括輻射在內(nèi)的任何致突變物質(zhì)，并且受損的精子應(yīng)避免用于人工授精。

電離輻射（以下簡(jiǎn)稱“輻射”）是一種存在于自然界的短波高能射線。自從1895年倫琴意外發(fā)現(xiàn)X-射線，人工輻射便開(kāi)始被廣泛應(yīng)用于工業(yè)與醫(yī)學(xué)界，為這些領(lǐng)域帶來(lái)了***性的創(chuàng)新。

然而，輻射帶來(lái)的成就也伴隨著巨大的代價(jià)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，輻射可以直接造成DNA雙鏈斷裂并繼而誘發(fā)癌癥或細(xì)胞死亡。因此，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）制定了嚴(yán)格的輻射防護(hù)安全標(biāo)準(zhǔn)，用以減少人群對(duì)輻射的暴露。

但是，由于輻射的廣泛應(yīng)用（如核電站和醫(yī)用輻射），以及歷史上數(shù)次嚴(yán)重的核事故（如切爾諾貝利事故和福島核電站事故），至今仍有無(wú)數(shù)人生活在對(duì)輻射的恐懼和擔(dān)憂之中。

人類對(duì)輻射的恐懼，一方面來(lái)自于輻射的“致病性”，另一方面則來(lái)自于它的“遺傳性”。而后者，也是困擾輻射研究領(lǐng)域多年的一個(gè)懸而未決的難題。多項(xiàng)人類流行病學(xué)和遺傳學(xué)的研究顯示，沒(méi)有明確證據(jù)指向輻射損傷可影響后代健康或?qū)е潞蟠鷶y帶更多突變[1]。然而動(dòng)物實(shí)驗(yàn)卻呈現(xiàn)了相反的結(jié)論，即親代的輻射暴露會(huì)導(dǎo)致后代出現(xiàn)更高的癌癥發(fā)病率和更多的新發(fā)突變（DNMs）[2]。由于人類的研究往往受限于樣本量大小和研究手段的局限性，想了解輻射損傷是否可以遺傳，則必須通過(guò)模式動(dòng)物來(lái)探析輻射損傷遺傳的分子機(jī)制。

近日，來(lái)自德國(guó)科隆衰老及衰老相關(guān)性疾病研究所（CECAD）及老齡化疾病基因組穩(wěn)定性研究所（IGSAD）的王斯瑤博士（***作者兼共同通訊作者）和Bj?rn Schumacher教授（共同通訊作者）團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)表文章 [3]，以創(chuàng)新的研究方式揭示了輻射所致DNA損傷的遺傳機(jī)制，即輻射所致的父系DNA損傷通過(guò)組蛋白介導(dǎo)的修復(fù)抑制來(lái)遺傳給后代。               

作者以秀麗隱桿線蟲(chóng)（Caenorhabditis. elegans）作為模型發(fā)現(xiàn)，接受輻照的雄性線蟲(chóng)與未經(jīng)輻照的雌性交配后會(huì)導(dǎo)致第三代后代（F2代）出現(xiàn)極高的死亡率。而相反，輻照后的雌性線蟲(chóng)與未輻照的雄性交配則不會(huì)影響第三代線蟲(chóng)的健康。

作者進(jìn)而發(fā)現(xiàn)，只有成熟的精子接受輻照才會(huì)導(dǎo)致這種隔代損傷，而卵子或早期精子（精原細(xì)胞或精母細(xì)胞期）即便接受極高劑量的輻射，也不會(huì)產(chǎn)生類似的遺傳損傷。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)間接解釋了人類數(shù)據(jù)的爭(zhēng)議性，即由于人類精子的生成周期非常短暫（僅為2個(gè)月），只有接受輻照后的短期內(nèi)受孕才有可能造成后代的遺傳損傷。

對(duì)雄性線蟲(chóng)的輻射損傷（Δm）造成第三代的高死亡率，而雌性線蟲(chóng)的輻射暴露（Δf）則不會(huì)

為理解輻射損傷的遺傳機(jī)制，作者使用免疫熒光技術(shù)和熒光原位雜交技術(shù)檢測(cè)到父親輻照后的第二代線蟲(chóng)（F1代）里出現(xiàn)了一系列染色體異?，F(xiàn)象，包括染色體融合和染色體碎片化。通過(guò)單線蟲(chóng)全基因組測(cè)序（WGS），作者在第二代線蟲(chóng)中檢測(cè)出了升高的染色體易位現(xiàn)象，提示輻射損傷后的父系DNA碎片被錯(cuò)誤的粘合到了一起。

為了找出是哪種錯(cuò)誤的DNA修復(fù)方式導(dǎo)致了染色體易位，作者分析了染色體易位斷點(diǎn)的DNA序列，發(fā)現(xiàn)這些斷裂位點(diǎn)存在微同源序列（microhomology），意味著父親輻射暴露導(dǎo)致的DNA斷裂使用了一種易錯(cuò)的DNA修復(fù)機(jī)制：聚合酶θ介導(dǎo)的末端連接（TMEJ）。

DNA提取磁珠可以有效的從標(biāo)本中提取基因組DNA、病毒DNA或游離DNA，采用化學(xué)合成的方法將四氧化三鐵進(jìn)行特殊的處理，使其粒徑達(dá)到均一化分散，再通過(guò)特殊的材料進(jìn)行官能基團(tuán)（如硅羥基、羧基）的包覆。包覆官能基團(tuán)后，磁珠具備了核酸吸附能力，配合核酸提取儀，可以自動(dòng)化的提取DNA和RNA。