人類和海綿共享基因調(diào)控機(jī)制
根據(jù)改變我們對動物進(jìn)化的看法的研究,人類與不起眼的海綿有很多共同之處。昆士蘭大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院研究員Milos Tanurdzic博士說,一項(xiàng)合作研究發(fā)現(xiàn),海綿使用的復(fù)雜基因調(diào)控工具包類似于人類等更復(fù)雜的生物?;蛘{(diào)控是指基因如何以及何時(shí)被激活。
“這項(xiàng)研究表明,這種復(fù)雜的機(jī)制存在于多細(xì)胞動物和跨越動物物種的進(jìn)化上,與海綿和人類一樣遠(yuǎn),”Tanurdzic博士說。“直到最近,我們才認(rèn)為動物王國日益復(fù)雜,這是由于編碼動物發(fā)育和生長信息的基因數(shù)量不斷增加。
“然而,過去十年的基因組學(xué)爆炸告訴我們,大多數(shù)動物的DNA中編碼的基因數(shù)量相似。“替代方案,今天流行的解釋是,基因調(diào)控是動物多樣性演變的原因。”
該研究主要由前昆士蘭大學(xué)博士生Federico Gaiti博士承擔(dān),現(xiàn)在位于美國紐約市的Weill Cornell Medicine。Tanurdzic博士說,負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)多細(xì)胞生物中基因的關(guān)鍵機(jī)制是如何將DNA包裝在遺傳物質(zhì)或基因組中。
“DNA與細(xì)胞核中的特殊蛋白質(zhì)(稱為組蛋白)相關(guān)聯(lián),”他說。“組蛋白可以帶有某些化學(xué)標(biāo)記,這反過來決定了與它們相關(guān)的DNA是否會被打開或關(guān)閉。”
組蛋白標(biāo)記出錯(cuò)也是一些更隱蔽的遺傳錯(cuò)誤的原因,例如當(dāng)正常細(xì)胞變成癌細(xì)胞時(shí)。
“我們的研究使用了大堡礁海綿Amphimedon queenslandica,開始研究這種特殊的基因調(diào)控機(jī)制是否存在于最古老的多細(xì)胞動物譜系 - 海綿中,”他說。
“通過對具有某些組蛋白標(biāo)記的DNA進(jìn)行分析,我們確定基于組蛋白的基因調(diào)控是海綿基因調(diào)控工具包的一部分。
“由于人類和海綿的共同祖先可能存在于7億年前,這意味著依賴組蛋白標(biāo)記的基因調(diào)控復(fù)雜性是動物多細(xì)胞性和多種動物形態(tài)和功能進(jìn)化的基礎(chǔ)。”
該研究發(fā)表在eLife,匯集了來自昆士蘭大學(xué)Degnan和Tanurdzic實(shí)驗(yàn)室的多學(xué)科科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。
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