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      細(xì)胞如何破解自己的基因
      
			
      
				2019-05-31 14:05:03
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      從酵母到人類的所有生物體中的DNA編碼使生存和繁殖成為可能的基因。但這些有益基因僅占我們DNA的2%。事實上，超過三分之二的基因組中都存在自私基因，只關(guān)心自身的復(fù)制 - 即所謂的遺傳寄生蟲。它們遍布植物，真菌和動物的基因組，可以從一個基因組位置跳到另一個基因組位置。雖然它們對于在基因組中產(chǎn)生多樣性很重要，但它們也可以導(dǎo)致致死突變或不育。正如細(xì)菌使用CRISPR / Cas9系統(tǒng)來識別和切割侵入其DNA的病毒一樣，真核細(xì)胞已經(jīng)開發(fā)出各種策略來保護(hù)基因組并沉默這些自私的遺傳寄生蟲。
      

      細(xì)胞如何破解自己的基因
      

      解決進(jìn)化的“雞和蛋”困境
      

      維持動物基因組完整性的一個重要途徑是piRNA途徑。該系統(tǒng)在生殖細(xì)胞中具有活性，并利用RNA的小片段 - 所謂的piRNA-其像鏡像一樣適合自私序列的轉(zhuǎn)錄本，從而啟動與其相關(guān)的Argonaut蛋白的沉默。IMBA的Brennecke實驗室一直在使用尖端的新一代測序技術(shù)，嚴(yán)格探索果蠅中基于RNA的自我防御機(jī)制。piRNA的來源在含有自私元素的沉默區(qū)域內(nèi)。這個組織建立了一個進(jìn)化的“雞和蛋”困境：piRNA如何從他們沉默的地區(qū)產(chǎn)生?在他們目前的自然中出版物，Brennecke的實驗室不僅解決了這個謎團(tuán)，還描述了一種全新的基因表達(dá)機(jī)制。
      

      Moonshiner：總有辦法
      

      新發(fā)現(xiàn)的途徑以一種名為moonshiner的蛋白質(zhì)為中心。Moonshiner與基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子有關(guān)，并與Rhino相互作用，Rhino是一種與自私基因異染色質(zhì)結(jié)合的蛋白質(zhì)。Rhino將Moonshiner募集到異染色區(qū)域，并且Moonshiner啟動RNA聚合酶II預(yù)啟動復(fù)合物的組裝，其催化轉(zhuǎn)錄。因此，通過嵌入組蛋白標(biāo)記而不是DNA序列中的不同代碼在其他沉默區(qū)域中激活基因表達(dá)。研究結(jié)果表明，piRNA通過彎曲基因激活的經(jīng)典規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，將標(biāo)準(zhǔn)基因激活的元素與基因沉默相結(jié)合。“在piRNA簇中活躍的途徑 - piRNA出生的地方 - 通過結(jié)合兩種不同的系統(tǒng)來破壞基因機(jī)制，基因激活與基因沉默，就像家具可以被宜家黑客重新利用，”Peter Andersen說， IMBA的博士后和該論文的第一作者。因此，moonshiner途徑揭示了細(xì)胞如何利用異染色質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。“細(xì)胞已經(jīng)制定了繞過傳統(tǒng)途徑的策略。目前的研究結(jié)果不僅對了解有用基因與自私基因之間的種族關(guān)系至關(guān)重要。它們已經(jīng)形成并且仍在推動進(jìn)化過程，它們也有助于以整體方式理解基因表達(dá)，“IMBA組長和最后一位作者Julius Brennecke說。
      
			

			
        
      
			
      
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