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      定向基因拷貝變異 征服新環(huán)境的關(guān)鍵
      
			
      
				2018-12-26 09:27:52
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      酵母研究揭示了新的機(jī)制，通過加速基因周圍的基因改變，使細(xì)胞更快地適應(yīng)環(huán)境變化，6月27日在開放獲取期刊PLOS Biology上發(fā)表，由Jon Houseley博士及其同事在Babraham研究所發(fā)表。英國劍橋。物種隨著時間的推移而發(fā)展，因為最適合其環(huán)境的個體存活并擁有更多的后代 - 即所謂的“適者生存”。然而，通常認(rèn)為這些適應(yīng)性差異是由隨機(jī)發(fā)生的遺傳變化引起的; 這項新研究揭示了一種機(jī)制，通過這種機(jī)制，變化可以專門針對那些使用頻率更高的基因。
      

      定向基因拷貝變異 征服新環(huán)境的關(guān)鍵
      

      研究人員使用酵母檢查每個細(xì)胞中基因拷貝數(shù)的變化。雖然我們認(rèn)為細(xì)胞最多含有一個或兩個拷貝的基因，但它們通常攜帶更多的基因拷貝; 增加拷貝數(shù)允許細(xì)胞從這些基因合成更多的蛋白質(zhì)產(chǎn)物，這使得過程更有效。Houseley及其同事的研究結(jié)果表明，當(dāng)一個細(xì)胞密集使用特定基因(通過將其轉(zhuǎn)錄成mRNA來制造蛋白質(zhì))時，它更有可能發(fā)生拷貝數(shù)變化。在某些單元格中，這會產(chǎn)生更多副本，從而幫助他們更適合自己的環(huán)境。換句話說，使用的基因越多，就越有可能改變其拷貝數(shù)并可能使細(xì)胞更健康。
      

      特別是，該研究的重點是酵母中的一種叫做CUP1的基因，它是細(xì)胞在高水平銅環(huán)境中生存所必需的。酵母細(xì)胞通常攜帶該基因的2至15個拷貝，但是當(dāng)銅水平升高時，研究人員觀察到拷貝數(shù)的變化增加。結(jié)果，一些細(xì)胞獲得了CUP1基因的額外拷貝，這使得它們能夠在相同環(huán)境中用較少的CUP1拷貝競爭細(xì)胞。進(jìn)一步的結(jié)果表明，細(xì)胞可以通過一種名為Rtt109的蛋白質(zhì)控制這一過程，該蛋白質(zhì)可以對基因組中的特定位點添加化學(xué)修飾，從而促進(jìn)這些區(qū)域的拷貝數(shù)變化。
      

      在Houseley實驗室領(lǐng)導(dǎo)這項研究的博士生Ryan Hull說：“我們認(rèn)為基因變化是一個純粹隨機(jī)的過程，但是細(xì)胞開發(fā)一種方法來集中這個過程以幫助他們適應(yīng)不斷變化的環(huán)境是有道理的。已經(jīng)有一些具體的例子，但有趣的是，我們提出的機(jī)制可能適用于基因組中的許多基因。“
      

      該領(lǐng)域未來的工作將旨在確定基因組中有多少基因可以利用這一過程使其拷貝數(shù)適應(yīng)環(huán)境變化，并檢查類似系統(tǒng)是否可以起到推動其他生物體進(jìn)化的作用。
      
			

			
        
      
			
      
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