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      女性生殖遺傳學(xué)的新工具
      
			
      
				2019-04-17 11:46:59
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      果蠅果蠅是研究動物和人類發(fā)育和疾病的一個強(qiáng)大的模式生物。它成本低，生成迅速，并且有許多工具可以對其細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾。一種工具稱為Gal4 / UAS雙組分激活系統(tǒng)。它是一種生化方法，用于研究轉(zhuǎn)基因(基因表達(dá))和基因功能的過程。雖然它已經(jīng)成為果蠅遺傳學(xué)的主要支柱已有25年，但它只能在非生殖細(xì)胞中有效發(fā)揮作用，而不是在產(chǎn)蛋細(xì)胞中發(fā)揮作用。目前還不知道為什么?，F(xiàn)在，Carnegie的Steven DeLuca和Allan Spradling已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了為什么，并且已經(jīng)開發(fā)出一種可以在兩種細(xì)胞類型中起作用的新工具。該研究發(fā)表于2018年6月的Genetics。
      

      女性生殖遺傳學(xué)的新工具
      

      Gal4基因是轉(zhuǎn)錄因子。轉(zhuǎn)錄因子編碼轉(zhuǎn)化基因的蛋白質(zhì)。Gal4蛋白識別所謂的上游激活因子序列(UAS)，其可以誘導(dǎo)目的基因的表達(dá)。UAS的一個特殊版本于1998年在胚胎學(xué)系制作，稱為UASp，用于卵細(xì)胞發(fā)育過程。但是，非生殖細(xì)胞和卵子形成細(xì)胞需要不同的工具這一事實是一個主要的限制因素。
      

      最初的pUASt載體 - 一種將外來遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到另一種細(xì)胞中的分子 - 含有一種叫做Hsp70的啟動子。顧名思義，啟動子是啟動或促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的DNA。研究人員開發(fā)了幾種變種來改善其表達(dá)。Hsp70是大多數(shù)所有生物體中具有相似結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)家族的成員，并且對于蛋白質(zhì)折疊和保護(hù)細(xì)胞免受壓力是重要的。蛋白質(zhì)折疊的機(jī)制對于生命和理解疾病至關(guān)重要。
      

      然而，與非生殖組織相比，UAS的變異并未糾正雌性產(chǎn)蛋系統(tǒng)中遺傳活性差的主要問題。獲得廣泛有效的GAL4載體的主要障礙是缺乏理解為什么UASt在產(chǎn)卵細(xì)胞中表現(xiàn)不佳以及缺乏比較UASp和UASt啟動子的研究。
      

      DeLuca和Spradling研究了UASp和UASt啟動子之間的差異。他們的研究同意先前的報道，UASt在所有非生殖組織中的表現(xiàn)優(yōu)于UASp，而UASp在雌性產(chǎn)蛋系統(tǒng)中效果更好。
      

      他們還研究了女性生殖系統(tǒng)中極端弱UASt表達(dá)的原因。證據(jù)表明，非編碼RNA分子(稱為piRNA)協(xié)調(diào)了限制UASt表達(dá)的沉默。
      

      然后他們通過測試來觀察這些UASt-piRNA的起源，看看Hsp70 piRNA是否是沉默的原因。他們的結(jié)果強(qiáng)烈表明UASt通常被Hsp70 piRNA沉默，并且在缺乏Hsp70 piRNA的細(xì)胞中UASt優(yōu)于UASp。
      

      “我們接下來試圖創(chuàng)建一個新版本的UAS表達(dá)載體，它在非生殖細(xì)胞和產(chǎn)蛋系統(tǒng)中都能很好地發(fā)揮作用，”DeLuca說。“我們假設(shè)Hsp70 piRNA可能識別UASt RNA以啟動piRNA沉默。為了防止Hsp70 piRNA識別UASt RNA，我們將UASt載體的核苷酸(DNA和RNA的基本單位)縮減為比單個piRNA短。我們?nèi)チ藦?13個核苷酸到19個核苷酸。我們將這個縮短的變體命名為“UASz”，因為我們希望它能成為最后一個人所做的!“
      

      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)蛋系統(tǒng)的各個階段，UASz的表達(dá)比UASp高4倍。
      

      Spradling評論說，“UASz是UASp在所有組織中的優(yōu)良表達(dá)載體，它相當(dāng)于UASt在許多但非全部非繁殖組織中。它是所有應(yīng)用的明確升級。這是克服的一個主要障礙。生殖研究。我們希望它能解開這個領(lǐng)域和其他領(lǐng)域的研究熱潮。“
      
			

			
        
      
			
      
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