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      科學家繪制了內(nèi)部魚腸的基因組圖譜
      
			
      
				2019-05-31 12:57:34
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      科學家在腸道內(nèi)壁發(fā)現(xiàn)了一個基因和基因調(diào)控元素網(wǎng)絡(luò)，從魚類到人類都保持著相同的基礎(chǔ)。許多這些基因與人類疾病有關(guān)，例如炎癥性腸病，糖尿病和肥胖癥。該研究結(jié)果發(fā)表在PLOS Biology期刊上，將魚作為一個實驗平臺，用于研究這種古老的遺傳信息如何蒸餾超過4.2億年的進化 - 控制腸道的發(fā)育和功能障礙。
      

      科學家繪制了內(nèi)部魚腸的基因組圖譜
      

      “我們的研究揭示了脊椎動物進化過程中保存良好的腸道生物學方面，表明它們對腸道健康至關(guān)重要，”該研究的高級作者，副教授John F. Rawls博士說。杜克大學醫(yī)學院的分子遺傳學和微生物學。“通過這樣做，我們?yōu)榉侨祟惸Ｐ拖到y(tǒng)中的腸道生物學機制研究奠定了基礎(chǔ)，如魚類和老鼠，這些系統(tǒng)在人類中是不可能完成的。”
      

      腸道具有所有脊椎動物共有的各種重要功能。它吸收營養(yǎng)，刺激免疫系統(tǒng)，處理毒素和藥物，并為微生物提供關(guān)鍵屏障。腸道內(nèi)腸上皮細胞的缺陷與越來越多的疾病有關(guān)，包括炎癥性腸病，結(jié)腸直腸癌，食物過敏，糖尿病，肥胖，營養(yǎng)不良和感染性腹瀉。
      

      幾十年來，科學家依靠動物模型收集有助于對抗人類疾病的腸上皮細胞的信息。但目前尚不清楚這些細胞在多個物種中的相似性。
      

      在這項研究中，羅爾斯和他的團隊使用比較生物學方法來解決這個問題。研究助理Colin R. Lickwar博士及其同事從四個進化上遙遠的物種的腸上皮細胞中產(chǎn)生了全基因組數(shù)據(jù)：斑馬魚，棘魚，小鼠和人類。Lickwar隨后為每個物種創(chuàng)建了地圖，不僅描繪了所有基因的活動水平，還描繪了打開和關(guān)閉這些基因的特定基因序列或調(diào)控元件的位置。
      

      Lickwar驚訝地發(fā)現(xiàn)不同脊椎動物物種之間存在驚人的相似性。他確定了一組共同??的基因 - 腸上皮細胞特征 - 其中一些在沿著腸道長度的特定區(qū)域具有共同的活動模式。更重要的是，這個保守特征中包含的許多基因以前曾涉及多種人類疾病。Lickwar和Rawls想知道這種保守的遺傳特征是否受到物種之間可能共享的調(diào)控元素的控制。
      

      為了測試是否是這種情況，他們從魚類，小鼠和人類中獲取了各種調(diào)節(jié)元素并將它們粘在斑馬魚中。由于斑馬魚是透明的生物體，研究人員可以在顯微鏡下觀察顏色的模式，以判斷綠色熒光蛋白或紅色熒光蛋白(它們與調(diào)節(jié)元件一起插入)是否已在腸道中翻轉(zhuǎn)。他們發(fā)現(xiàn)從其他物種移植的調(diào)節(jié)開關(guān)在斑馬魚中發(fā)揮作用，表明其具有顯著的保護水平。
      

      “我們的研究結(jié)果表明腸上皮細胞使用古老的核心程序在大多數(shù)脊椎動物體內(nèi)完成它們的工作，”該研究的第一作者Lickwar說。“現(xiàn)在我們已經(jīng)確定了這個核心計劃，我們可以更輕松地在人類和斑馬魚之間來回翻譯結(jié)果。”
      
			

			
        
      
			
      
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