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      表觀遺傳變阻器揭示了基因調(diào)控如何被遺傳和維持
      
			
      
				2019-05-09 09:33:51
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      雖然我們的基因組包含大量基因，這些基因負責生命所需的幾乎所有細胞和發(fā)育過程，但是調(diào)節(jié)它們的表達的復雜舞蹈對于遺傳程序的成功執(zhí)行至關重要?；虮仨氃谶m當?shù)臅r間打開和關閉，或者在某些情況下，根本不打開或關閉。
      

      表觀遺傳變阻器揭示了基因調(diào)控如何被遺傳和維持
      

      甲基化 - 向DNA添加化學標簽 - 通常會降低甲基化基因的表達。在許多情況下，DNA甲基化可以被認為是基因的障礙?；蚣谆潭仍礁撸钴S的可能性就越小。例如，這種遺傳分界對于確保參與特定發(fā)育階段的基因在正確的時間是活躍的是至關重要的。甲基化對于適當?shù)募毎δ苁潜匦璧?，并且其失調(diào)與諸如人類癌癥的疾病相關。盡管其重要性，但對于如何繼承或維持關鍵的甲基化模式知之甚少。懷特黑德研究所成員Mary Gehring和她的實驗室已經(jīng)確定了一種維持甲基化的重要機制，當它被破壞時，會導致擬南芥植物基因組的大部分去甲基化。他們的工作本周在Nature Communications雜志上有所描述。
      

      在植物擬南芥中使用一種不尋常的基因，Gehring正在戲弄支持甲基化的機制。通過打破這個獨特基因的“循環(huán)”，她實驗室的博士后研究員Gehring和Ben Williams已經(jīng)獲得了關于如何維持甲基化的重要見解，包括一個驚人的發(fā)現(xiàn)，即在某些情況下可以恢復先前擦除的甲基化。
      

      為了更好地理解甲基化的遺傳性，Gehring和Williams密切關注擬南芥植物中的ROS1基因異常，該基因編碼的蛋白質(zhì)可以從其自身基因和其他基因中去除甲基化。以前，Gehring和Williams確定ROS1甲基化實際上與現(xiàn)有范例完全相反 - 與大多數(shù)基因不同，當該基因的一小段被甲基化時，該基因實際上被激活而不是失活。相反，如果它被甲基化，則基因被打開。因此，ROS1可以作為擬南芥基因組的變阻器：隨著甲基化的增加，ROS1開啟并開始去除甲基，隨著甲基化的減少，ROS1關閉并降低其去甲基化活性。
      

      在目前的研究中，威廉姆斯改變了ROS1的甲基化，使其活性與基因組中的甲基化水平脫鉤，以便了解這種改變對整個基因組甲基化的影響。當他分析植物的甲基化時，它是亂七八糟的。甲基化在整個基因組中丟失，并且在后續(xù)世代中逐漸減少，除了被稱為異染色質(zhì) - 基因組區(qū)域的強烈抑制的基因組的特定部分。有趣的是，威廉姆斯發(fā)現(xiàn)，盡管ROS1調(diào)節(jié)電路發(fā)生了變化，基因組的這些異染色片段實際上恢復了它們的甲基化并接近第四代完全甲基化 - 同一時間點，基因組的其余部分已經(jīng)失去了大部分甲基化。
      

      研究人員確定，他們發(fā)現(xiàn)的ROS1回路對于甲基化穩(wěn)態(tài)非常重要，因為它在中斷時會導致甲基化的遺傳丟失。然而甲基化在一些位置返回，盡管不是立即，表明擬南芥采用多種機制來維持甲基化穩(wěn)態(tài)。Gehring和Williams對重新甲基化的延遲感到好奇，并正在努力確定其原因以及其他可能在調(diào)節(jié)這一關鍵過程的工作機制。
      
			

			
        
      
			
      
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