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      不斷發(fā)展的基因調(diào)控因子解釋了我們與其他靈長類動物的一些差異
      
			
      
				2019-04-29 11:00:50
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      今天，生物學家在越來越多的數(shù)據(jù)中添加了一個重要發(fā)現(xiàn)，解釋了為什么我們與黑猩猩和其他靈長類動物的親屬不同，盡管我們的基因非常相似。新證據(jù)與基因調(diào)控方式有關。這是對三種靈長類動物 - 人類，黑猩猩和恒河猴的多個個體進行全面的全基因組計算分析的結果。
      

      不斷發(fā)展的基因調(diào)控因子解釋了我們與其他靈長類動物的一些差異
      

      研究人員專注于調(diào)節(jié)DNA元件被稱為基因增強子和啟動子。啟動子立即位于基因的“上游”，必須激活它們調(diào)節(jié)的基因才能開啟。關于增強子知之甚少，增強子可以位于它們調(diào)節(jié)的基因的上游和下游不同的距離。增強子可以比啟動子遠離“基因體”，但由于染色質(zhì)的環(huán)狀結構，包裝基因組的結構，它可以接近基因。通常，多種增強子參與給定基因的激活，其組合在不同情況下不同。
      

      Adam Siepel教授在冷泉港實驗室(CSHL)與康奈爾大學同事Charles Danko博士領導的團隊使用一種名為PRO-Seq的技術來測量新生轉(zhuǎn)錄 - 基因上下游基因組DNA的RNA拷貝的產(chǎn)生。它使研究人員能夠檢測哪些啟動子和增強子正在積極調(diào)節(jié)基因。他們研究了單細胞類型，免疫系統(tǒng)的CD4 + T細胞，比較了細胞處于靜止狀態(tài)時的RNA拷貝水平和三種靈長類動物的激活狀態(tài)。
      

      實驗表明，盡管三種物種的基因活性在CD4 + T細胞中非常相似，但基因調(diào)控方式存在微妙的差異。該團隊特別關注共同影響目標基因表達的增強子集合，作為整體。“這些合奏有各種各樣的尺寸，”Siepel解釋說，“我們發(fā)現(xiàn)，當它們很大時，目標基因的表達水平往往在進化時間內(nèi)保持穩(wěn)定。當它們很小時，表達水平就不那么穩(wěn)定了。”基因表達的穩(wěn)定性是科學家所謂的進化保護的證據(jù) - 由于其賦予的優(yōu)勢，跨物種保留了一個特征。
      

      通過仔細分析，該團隊確定了各種功能，區(qū)分快速演化的增強器和慢速增強器。“對我們來說特別感興趣的是大量增強子共同決定靶基因表達的情況，”西班牙CSHL數(shù)量生物學中心主任西佩爾說。“在這些情況下，基因往往更穩(wěn)定，但我們發(fā)現(xiàn)每個單獨的增強子更有可能發(fā)生變化。”進化選擇的是給定基因的靶表達水平，在這些情況下由整個整體共同決定。
      

      該研究揭示了基因表達程序在進化過程中如何變化，導致我們在人類和其他靈長類動物之間觀察到的行為和形態(tài)的差異。Siepel指出，這些進化的奧秘也提供了關于通過改變基因調(diào)控引起疾病的突變的線索。
      

      “靈長類動物CD4 + T細胞中調(diào)節(jié)元件集合的動態(tài)演變”于2018年1月29日在線發(fā)表于Nature Ecology&Evolution。
      
			

			
        
      
			
      
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