越来越多的证据表明，上一代在环境压力下产生的某些获得性性状可以“记忆”在配子中并遗传给下一代。随着人类生活环境和生活/饮食习惯的巨大改变，这种获得性遗传形式对人类繁衍及子孙健康具有深远的影响。在这种获得性性状跨代遗传的机制研究中，有证据表明DNA甲基化、组蛋白修饰以及RNA都可能作为表观遗传信息传递的载体，介导获得性表观遗传信息在配子中的存储及跨代传递，而破解这些表观遗传信息的储存和传递机制是本领域的一个主要挑战。实验室在2012年从哺乳动物成熟精子中首次发现了一类来源于tRNA5端序列、长度富集在30-34nt的新型小RNA-tsRNAs(tRNA-derived small RNAs)。并且发现tsRNAs可以作为一种父源信息在受精时进入卵子。接着在2014年，发现脊椎动物血清中也存在大量tsRNA，tsRNAs可通过其序列上的核酸修饰维持其在血清中的稳定性，且在机体应激等情况下呈现动态变化。因此，推测tsRNAs能够感知机体所受的环境刺激并将之整合成一种信息存储起来，作为表观遗传信息的载体，将环境诱导的获得性性状经配子传递给子代。　　在本论文中，在高脂饮食诱导的代谢紊乱小鼠模型中进行了精子小RNA及RNA修饰介导获得性表观遗传的研究。首先通过胚胎显微注射的手段，将不同饮食条件下精子总RNA注射入正常的受精卵并对后代小鼠进行代谢指标检测，发现高脂饮食小鼠的精子RNA具有传递父代获得性性状的表观遗传信息的能力。迸一步通过分离高脂饮食小鼠精子中30-40nt RNA片段（大部分为tsRNAs）并注射到正常受精卵内发现这部分RNA能复制精子总RNA所诱导的子代代谢紊乱表型的发生，提示精子(30-40nt)tsRNAs是精子RNA介导获得性性状跨代传递的功能成分。通过对不同饮食条件下小鼠精子RNA的修饰水平检测发现，高脂饮食刺激引起了小鼠精子30-40ntRNA中m5C和m2G这两种RNA修饰的显著上调。化学合成的不带修饰的tsRNAs在受精卵裂解液中极易降解，且不能引起子代代谢紊乱表型的发生，提示精子tsRNA及其RNA修饰是介导父代获得性表型向子代传递的关键因素。Dnmt2是目前已知的两种tRNA甲基转移酶中的一种，负责tRNA C38位的m5C修饰。推测Dnmt2调控的tRNA m5C修饰可能参与了精子RNA介导的父代高脂饮食代谢紊乱表型向子代传递的调控，因此构建了Dnmt2敲除的高脂饮食小鼠模型。研究发现高脂饮食条件下Dnmt2敲除小鼠精子总RNA和30-40nt RNA失去了将父代高脂饮食所诱导的获得性代谢紊乱表型传递给子代的能力。通过对Dnmt2调控的精子RNA介导的获得性性状跨代传递机制的进一步研究发现，Dnmt2缺失抑制了精子30-40ntRNA中m5C和m2G这两种修饰水平在高脂饮食刺激下的上升，并且改变了精子小RNA的表达谱，使之恢复到正常饮食条件下的小鼠精子小RNA表达模式。还发现Dnmt2调控tRNA C38位的m5C修饰对tsRNA的结构和功能都具有重要的调控作用，为tsRNAs的作用机制研究打开了新思路。以上结果表明Dnmt2缺失破坏了高脂饮食刺激下精子RNA中具有表观遗传信息传递能力的“编码指纹”的形成及存储，从而无法将父代的获得性代谢紊乱性状传递给子代。此外，在该项研究中还发现一类rRNA来源的小RNA(rsRNA)，其中以28s-rsRNA为主，成为精子中除了tsRNA之外含量第二丰富的小RNA。rsRNA对高脂饮食刺激及Dnmt2的缺失都非常敏感，与其他种类的小RNA及相关的RNA修饰一起参与构建了精子小RNA的“编码指纹”，调控精子RNA介导的表观遗传。该研究从Dnmt2和RNA修饰的角度进一步强调了精子RNA携带的父代获得性表观遗传信息传递的复杂调控性。