細(xì)胞適應(yīng)以前認(rèn)為對生存至關(guān)重要的基因的喪失
A * STAR研究人員發(fā)現(xiàn),即使缺少某些“必需”基因,酵母細(xì)胞也能存活下來。這一令人驚訝的發(fā)現(xiàn)對于了解細(xì)胞如何適應(yīng)具有挑戰(zhàn)性的情況和克服耐藥性問題具有重大影響。到目前為止,一種必需基因被定義為對細(xì)胞存活至關(guān)重要的基因。在細(xì)胞中敲除必需基因,細(xì)胞就會死亡。該教科書定義支持許多治療:開發(fā)藥物以阻斷癌細(xì)胞和病原微生物中的必需基因,從而殺死這些危險細(xì)胞。
現(xiàn)在,Giulia Rancati,Norman Pavelka以及A * STAR醫(yī)學(xué)生物學(xué)和新加坡免疫網(wǎng)絡(luò)研究所的同事已經(jīng)表明,這幅畫并不是那么清晰。他們發(fā)現(xiàn),經(jīng)過一段時間,酵母細(xì)胞可以經(jīng)歷進化過程,使它們能夠適應(yīng)以前認(rèn)為必需的某些基因的缺失。
這意味著有三類基因:不可進化的必需基因,非必需基因和位于這兩個極端之間的基因滑動比例,該團隊稱之為可進化的必需基因。“我們的研究表明,一些基本基因比其他基因更重要,”Rancati解釋說。
研究人員對酵母細(xì)胞進行了多階段研究,他們從這些細(xì)胞中淘汰了大約1,000種被認(rèn)為必不可少的基因中的一種。在這些實驗過程中,將細(xì)胞培養(yǎng)數(shù)天,使其有時間進化至基因缺失。在調(diào)查的約1,000個基因中,88個被確定為可進化的必需基因。
這一發(fā)現(xiàn)引起了遺傳學(xué)界的廣泛反響。“到目前為止,我們已經(jīng)面臨著跨越整個頻譜的反應(yīng)'當(dāng)然,我們總是看到這種情況發(fā)生了!' “這不可能是對的。你一定是犯了錯誤!”蘭卡蒂說。
它對藥物的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)也有深遠(yuǎn)的影響。制藥公司經(jīng)常投入數(shù)十億美元開發(fā)一種有前景的藥物候選藥物,但幾年之后才發(fā)現(xiàn)它是無用的,因為可能會出現(xiàn)阻力。但是現(xiàn)在,通過瞄準(zhǔn)真正的必需基因而不是可進化的必需基因,他們面臨更大的機會找到一種不會產(chǎn)生抗藥性的藥物。
該團隊打算將這些結(jié)果逐步推向家鄉(xiāng)。“接下來最重要的是將這些研究帶到哺乳動物系統(tǒng),”Rancati說。“我們已經(jīng)計劃做一個全基因組篩選試驗的可進化的人類細(xì)胞從必需基因已被刪除。”
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