跨物種研究三維基因組折疊和基因表達(dá)的原理
這似乎是魔術(shù)的壯舉。如果將人類(lèi)的DNA伸展成一條細(xì)長(zhǎng)的意大利面條,它的長(zhǎng)度為2米(6英尺)。然而,我們所有的DNA都被壓縮超過(guò)10,000次,以適應(yīng)單個(gè)細(xì)胞。在保留整個(gè)重要的基因組組織的同時(shí)如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?通過(guò)新技術(shù),科學(xué)家們開(kāi)始了解三維基因組折疊的原理。在其中一項(xiàng)研究中,Anastasia Kovina,Sergey Razin等人。我們研究了經(jīng)過(guò)深入研究的珠蛋白基因簇,以了解基因折疊在一個(gè)重要過(guò)程背后的演變,在整個(gè)身體內(nèi)傳遞氧氣。
他們的研究揭示了基因組進(jìn)化過(guò)程,該過(guò)程導(dǎo)致α和β珠蛋白基因在溫血脊椎動(dòng)物中分離成兩個(gè)不同調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)域。“我們認(rèn)為,一些現(xiàn)代冷血?jiǎng)游锏闹榈鞍谆蚪Y(jié)構(gòu)域保留了古代祖先領(lǐng)域的某些特征,”相應(yīng)的作者謝爾蓋·拉辛說(shuō)。
通過(guò)調(diào)查斑馬魚(yú)模型生物中的珠蛋白基因,他們的證據(jù)表明他們的建議是,溫血?jiǎng)游锏?alpha;-和β-珠蛋白基因的現(xiàn)代簇從祖先基因座進(jìn)化而來(lái),包含在靠近其他位置的球狀基因組簇內(nèi)。進(jìn)化保守基因。
他們發(fā)現(xiàn),珠蛋白基因簇的動(dòng)態(tài)基因組組織的證據(jù)根據(jù)斑馬魚(yú)的發(fā)育年齡而不同。使用不同的測(cè)定,他們已經(jīng)表明斑馬魚(yú)基因座的成人珠蛋白亞區(qū)與胚胎幼蟲(chóng)組分絕緣。
“我們發(fā)現(xiàn)斑馬魚(yú)(Danio rerio)的主要珠蛋白基因位點(diǎn)在結(jié)構(gòu)和功能上被分離成兩個(gè)空間上不同的含有成蟲(chóng)或胚胎幼蟲(chóng)珠蛋白基因的亞位點(diǎn),”Razin說(shuō)。“這些subloci在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域和不同的空間組織模式上表現(xiàn)出不同的組織,這似乎是由于上游基因增強(qiáng)子與含有成人類(lèi)型珠蛋白基因的亞位點(diǎn)的選擇性相互作用。”
該組織與哺乳動(dòng)物α-和β-珠蛋白基因結(jié)構(gòu)域的組織截然不同,其中胚胎 - 胎兒和成人珠蛋白基因在發(fā)育和階段特異性過(guò)程中被招募到相同的調(diào)節(jié)元件。
在3-D基因組織染色質(zhì)中反映的成體和胚珠蛋白基因的功能分離的發(fā)現(xiàn)將為該領(lǐng)域和有趣的進(jìn)化觀點(diǎn)如何組織和表達(dá)基因簇提供重要貢獻(xiàn)。
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