科學家預測人類基因的活動
遺傳上相同的細胞并不總是表現(xiàn)相同。根據(jù)公認的理論,原因是隨機分子過程 - 稱為隨機噪聲。幾十年來,這種觀點得到了眾多實驗和理論模型的支持?,F(xiàn)在,蘇黎世大學的系統(tǒng)生物學家發(fā)現(xiàn)了一個重要的發(fā)現(xiàn):人體細胞空間分離成細胞核和細胞質會產(chǎn)生某種被動過濾器。該過濾器抑制隨機噪音,使人體細胞能夠精確調節(jié)個體基因的活性。
觀察到細胞核中的隨機性更強
雖然Lucas Pelkmans及其團隊的觀察最初似乎與當前的教科書知識不一致,但第二次看起來卻揭示了缺失的解釋。在基因激活期間,已經(jīng)存儲在DNA中的遺傳信息被轉錄為信使RNA。“我們可以完美地預測細胞質中的信使RNA,并在細胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)更多的隨機性”,Nico Battich解釋說,他是分子生物學研究所的合著者和博士生。“人們可以設想核心充當泄漏桶,一方面保留信使RNA,另一方面可以延遲甚至流出。因此,細胞質中基因的活性在形成過程中對隨機噪聲變得非常強大。細胞核中的信使RNA。“
最小的生理細節(jié)可見
由于他們的新方法,蘇黎世科學家是第一批可以研究許多人類基因的人。他們設法檢測出由活性基因產(chǎn)生的每一個分子。“以前人們只能研究很少的基因,而且在很多情況下這些基因必須由研究人員進行遺傳修飾”,博士生Thomas Stoeger說。“我們意識到基因的活性在單個細胞之間存在很大差異,但同時可以通過用微觀染料觀察微妙的生理細節(jié)來預測每個細胞的活性。”
蘇黎世科學家的研究結果影響了幾個領域。“例如,進化生物學,其中細胞的空間分離標志著智能生命出現(xiàn)的里程碑。但生物技術也需要精確控制人工基因,人類醫(yī)學,如果它應該成為可能預測哪些惡性細胞會對藥物產(chǎn)生反應。“ Lucas Pelkmans教授總結道。
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