果蠅和科學(xué)家最好的計(jì)劃有時(shí)會(huì)出錯(cuò)。這些計(jì)劃包括需要果蠅模型(或其他動(dòng)物模型)代替人類的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。根據(jù)多倫多大學(xué)的遺傳學(xué)家的研究，稱為轉(zhuǎn)錄因子(TFs)的DNA片段，作為調(diào)節(jié)蛋白的著陸點(diǎn)，在物種間的保守性比以前認(rèn)為的要低。

Timothy Hughes博士實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們表示，如果他們依賴動(dòng)物模型如果蠅或果蠅(Drosophila melanogaster)，任何旨在吸取人類TF的見(jiàn)解的研究都必須格外謹(jǐn)慎。

從更積極的角度來(lái)看，科學(xué)家們認(rèn)為他們的發(fā)現(xiàn)開(kāi)啟了有趣的可能性。例如，轉(zhuǎn)錄因子多樣化可以部分解釋人類如何進(jìn)化。新發(fā)現(xiàn)也可以更全面地了解性別二態(tài)性，這是指兩性之間的性別差異，而不是性器官之間的差異。

多倫多大學(xué)研究小組在“ 自然遺傳學(xué) ” 雜志(“ 相似性回歸預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)錄因子序列特異性的進(jìn)化 ”)中撰寫(xiě)了一種新的計(jì)算方法，該方法可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)每個(gè)TF在許多不同物種中結(jié)合的基序序列。研究結(jié)果表明，TF的某些亞類在功能上比以前認(rèn)為的要多得多。

“即使在密切相關(guān)的物種之間也存在可能與新序列結(jié)合的不可忽略的TF部分，”休斯實(shí)驗(yàn)室的前研究生Sam Lambert表示，他完成了該論文的大部分工作，之后又搬到了大學(xué)。劍橋大學(xué)博士后。“這意味著他們可能通過(guò)調(diào)節(jié)不同的基因來(lái)發(fā)揮新功能，這可能對(duì)物種差異很重要，”他補(bǔ)充說(shuō)。

即使在黑猩猩和人類之間，其基因組99%相同，也有數(shù)十種TF識(shí)別兩種物種之間不同的基序，其方式會(huì)影響數(shù)百種不同基因的表達(dá)。“我們認(rèn)為這些分子差異可能會(huì)推動(dòng)黑猩猩和人類之間的一些差異，”蘭伯特指出。

在Nature Genetics的文章中，科學(xué)家描述了他們?nèi)绾问褂孟嗨菩曰貧w，一種顯著改進(jìn)的預(yù)測(cè)圖案的方法，更新和擴(kuò)展Cis-BP數(shù)據(jù)庫(kù)。

“相似性回歸固有地量化了TF基序的進(jìn)化，并表明先前對(duì)人類和果蠅之間幾乎完整的基序保守性的說(shuō)法被夸大了，每個(gè)物種中幾乎一半的基序不存在于另一個(gè)中，主要是由于C2H2鋅的廣泛分歧手指蛋白，“作者寫(xiě)道。“我們得出結(jié)論，DNA結(jié)合基序的多樣化是普遍存在的，并提供了一種新的工具和更新的資源來(lái)研究真核生物中的TF多樣性和基因調(diào)控。

Lambert開(kāi)發(fā)的軟件可以尋找TFs DNA結(jié)合區(qū)域之間的結(jié)構(gòu)相似性，這些區(qū)域與它們結(jié)合相同或不同DNA基序的能力有關(guān)。如果來(lái)自不同物種的兩個(gè)TF具有相似的氨基酸組成，蛋白質(zhì)的構(gòu)建塊，它們可能結(jié)合相似的基序。但與將這些區(qū)域作為一個(gè)整體進(jìn)行比較的舊方法不同，Lambert自動(dòng)為這些氨基酸分配更大的價(jià)值 - 這是整個(gè)區(qū)域的一小部分 - 直接接觸DNA。在這種情況下，兩個(gè)TF可能看起來(lái)總體上相似，但如果它們?cè)谶@些關(guān)鍵氨基酸的位置上不同，則它們更可能結(jié)合不同的基序。當(dāng)Lambert比較不同物種的所有TF并與所有可用的基序序列數(shù)據(jù)匹配時(shí)，

這一發(fā)現(xiàn)與先前的研究相矛盾，該研究表明，幾乎所有人類和果蠅TF都結(jié)合相同的基序序列，并且要求科學(xué)家們謹(jǐn)慎，希望通過(guò)僅研究簡(jiǎn)單生物體中的對(duì)應(yīng)物來(lái)獲得關(guān)于人類TF的見(jiàn)解。

多倫多大學(xué)教授休斯說(shuō)：“有這種想法已經(jīng)堅(jiān)持下來(lái)，即TFs在人類和果蠅之間結(jié)合了幾乎相同的圖案。” “雖然有許多例子證明這些蛋白質(zhì)在功能上是保守的，但這絕不是已被接受的程度。”

至于具有獨(dú)特人類作用的TF，它們屬于迅速發(fā)展的所謂C2H2鋅指TF類，以含鋅離子的指狀突起命名，它們與DNA結(jié)合。

它們的作用仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題，但眾所周知，具有更多不同TF的生物體也具有更多細(xì)胞類型，這些細(xì)胞類型可以以新穎的方式組合在一起以構(gòu)建更復(fù)雜的體。

休斯很高興看到一些誘人的可能性，其中一些鋅指TF可能是人體生理學(xué)和解剖學(xué)的獨(dú)特特征 - 我們的免疫系統(tǒng)和大腦，這是動(dòng)物中最復(fù)雜的。另一個(gè)問(wèn)題涉及性別二態(tài)性：無(wú)數(shù)可見(jiàn)，通常不太明顯，性別之間的差異，指導(dǎo)配偶選擇 - 決定對(duì)生殖成功有直接影響，并且還可以長(zhǎng)期對(duì)生理學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。男性的孔雀尾巴或面部毛發(fā)是這種特征的經(jīng)典例子。

“人類遺傳學(xué)中幾乎沒(méi)有人研究性別二態(tài)性的分子基礎(chǔ)，但這些都是人類彼此看到的特征，我們都很著迷，”休斯指出。“如果我能弄清楚如何做到這一點(diǎn)，我很想在職業(yè)生涯的后半段工作!”