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        跳躍基因協(xié)同工作以控制基因組中的程序性缺失
        
			
        
				2019-03-20 10:48:39
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        科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的分子家族，這種分子在單細(xì)胞淡水生物(稱為纖毛蟲)的繁殖過程中能夠精確地去除不需要的DNA。
        

        跳躍基因協(xié)同工作以控制基因組中的程序性缺失
        

        這些新分子的發(fā)現(xiàn)對(duì)我們理解基因去除(或“切除”)和重排的機(jī)制具有深遠(yuǎn)的意義，這些機(jī)制在許多物種的發(fā)育和進(jìn)化中起著至關(guān)重要的作用。研究結(jié)果發(fā)表在eLife上。
        

        轉(zhuǎn)座子是在基因組中移動(dòng)的DNA片段，通過與其結(jié)合的稱為轉(zhuǎn)座酶的酶轉(zhuǎn)運(yùn)。隨著轉(zhuǎn)座子在進(jìn)化過程中跳躍，宿主生物可以獲得它們攜帶的基因并利用它們?cè)诜Q為馴化的過程中獲得新的功能。
        

        來自稱為PiggyBac的家族的轉(zhuǎn)座酶已經(jīng)多次被馴化在各種生物體中。雖然它們的功能知之甚少，但已知它們?cè)诶w毛蟲(如草履蟲)的繁殖中起著重要作用。
        

        當(dāng)這些單細(xì)胞生物繁殖時(shí)，它們經(jīng)歷了巨大的基因組擴(kuò)增并去除了相當(dāng)大比例的重復(fù)遺傳物質(zhì)，包括轉(zhuǎn)座子。這包括精確切除45,000個(gè)非編碼DNA片段(稱為內(nèi)部消除序列)，否則會(huì)中斷47%的基因組中所有基因。
        

        “我們知道PiggyBac是PiggyBac家族中的馴化轉(zhuǎn)座酶，它負(fù)責(zé)切割DNA，但我們所不知道的是切除機(jī)制是如何精確定位在DNA末端的，”主要作者Julien Bischerour解釋道。法國巴黎薩克萊大學(xué)CNRS細(xì)胞整合生物學(xué)研究所研究員。
        

        在這項(xiàng)研究中，研究小組確定了另外五組PiggyBac轉(zhuǎn)座酶家族，它們與PiggyMac一起準(zhǔn)確刪除草履蟲基因組中的特定DNA片段。通過沉默不同的家養(yǎng)PiggyBac轉(zhuǎn)座酶，他們發(fā)現(xiàn)每個(gè)組都起著建筑作用，并且在繁殖和隨后的基因去除過程中PiggyMac向細(xì)胞核的運(yùn)動(dòng)是必不可少的。
        

        此外，阻斷PiggyBac轉(zhuǎn)座酶的活性在去除過程中引起許多錯(cuò)誤。這表明一些家庭成員保留了活動(dòng)，但過程變得不那么有效和準(zhǔn)確。它還揭示了這些分子切割的優(yōu)選DNA長度的見解。一些序列在機(jī)械上難以去除的事實(shí)揭示了在進(jìn)化過程中草履蟲中基因缺失的潛在限制。
        

        “我們發(fā)現(xiàn)新的PiggyMac合作伙伴，由草履蟲基因組中的五組重復(fù)基因編碼，通過轉(zhuǎn)座酶對(duì)這些非編碼序列的去除機(jī)制和對(duì)所涉及的機(jī)器的更深入了解帶來了新的見解，”資深作者M(jìn)ireilleBétermier解釋說，巴黎 - 薩克萊大學(xué)CNRS細(xì)胞綜合生物學(xué)研究所研究員。“根據(jù)我們的工作，未來對(duì)人類馴化轉(zhuǎn)座酶的研究應(yīng)考慮到這些分子可能在同一細(xì)胞功能中共同作用的可能性。”
        
			

			
          
        
			
        
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