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PNAS:科学家发现组蛋白修饰可控制基因的表达

日期:2013-08-08 00:00:00

通过在酵母中研究基因功能,近日,来自宾州州立大学(Penn State University)等处的研究者通过研究发现,组蛋白的修饰可以控制是否一个基因被允许发挥功能,这对于维持基因的表达潜力非常重要,以便来确定未来细胞的行为;相关研究刊登于国际著名杂志PNAS上。

研究者Bai表示,基因表达是任何生物活性细胞最重要的一个基础环节,基因表达的不同程序,甚至是拥有同样DNA的细胞,其都会表现出不同的细胞行为和功能;比如人类肌肉细胞和神经细胞拥有同样的DNA,但是其行为和功能并不一样;基因表达的错误调节会影响细胞的适合度并且引发疾病;基因表达趋于在细胞间表现出不同,错误调节是在一小类细胞中发生的,而且这些细胞随后也会发病,因此在单一细胞水平上研究基因调节至关重要。

研究者使用细胞分裂的荧光录影技术,就可以观察到一种名为HO的基因在单一酵母细胞中如何进行表达,正常情况下,HO的表达会使得芽殖酵母变性,即从雄性变成雌性;而更有意思的是这种性转变仅仅是在母体细胞中发生的。研究者发现,HO基因在98%的母体细胞中表达,同时也在3%的子代细胞中表达。

研究者当前发现的问题是,为何在2%的母体细胞及3%的子代细胞中,HO基因的表达调节是失败的,最终研究者发现问题出在组蛋白上,组蛋白是一种携带有DNA的蛋白复合体,组蛋白结构的改变可以影响部分细胞的功能,进而使得HO基因出现错误表达;如果HO基因在单一细胞中开启,其很有可能在该细胞的后代细胞中也被开启表达,而HO基因表达的这种短期记忆可以通过组蛋白修饰来完成。

后期研究中,研究者希翼继续深入剖析基因表达,尤其是在单一细胞水平上来研究基因表达,这对于理解人类疾病的发展及致病机理非常重要。相关研究由NIH等机构提供资助。

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