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        研究發(fā)現(xiàn)壓力會引發(fā)廣泛的表觀遺傳變化 從而有助于抵抗疾病
        
			
        
				2019-01-13 19:29:59
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        長期以來，甲基化被認為是正常生物發(fā)育的一個關鍵部分，是DNA的靜態(tài)修飾，不能被環(huán)境條件改變。然而，索爾克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)的研究人員的新發(fā)現(xiàn)表明，受到壓力的生物體DNA甲基化模式發(fā)生變化，從而改變基因的調(diào)控方式。
        

        研究發(fā)現(xiàn)壓力會引發(fā)廣泛的表觀遺傳變化 從而有助于抵抗疾病
        

        科學家們發(fā)現(xiàn)，接觸致病菌會導致植物表觀遺傳密碼的廣泛變化，表觀遺傳密碼是DNA中幫助控制基因表達的額外一層生化指令。表觀遺傳學的變化與負責協(xié)調(diào)植物對應激反應的基因的活動有關，這表明表觀基因組可能有助于生物體對病原體和其他環(huán)境應激源產(chǎn)生耐藥性。
        

        這意味著表觀基因組可能不只是一個靜態(tài)的指令集,也重寫這些指令基于經(jīng)驗的一種方式,”約瑟夫·艾克爾說索爾克的基因組分析實驗室,教授領導的研究團隊。“我們的發(fā)現(xiàn)，再加上其他研究人員的發(fā)現(xiàn)，證明了生活經(jīng)歷會在我們的DNA上留下印記。”
        

        這項研究發(fā)表在8月7日的《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上，Ecker和他的同事研究了DNA甲基化如何調(diào)節(jié)擬南芥的免疫系統(tǒng)。甲基化是一種生物化學過程，除其他外，它會抑制一種叫做轉(zhuǎn)座子的“跳躍基因”的表達，這種“跳躍基因”隨著時間的推移已經(jīng)被納入基因組。利用全基因組測序技術，研究人員發(fā)現(xiàn)，在植物對細菌感染的反應中，甲基化發(fā)生了廣泛的變化，并進行了各種分析，以確定這些甲基化變化是如何改變基因表達的。
        

        “從以前的研究中，我們知道一些基因的表達與壓力反應中的甲基化變化有關，”第一作者Robert Dowen說。“然而，我們的發(fā)現(xiàn)表明，讓植物暴露在壓力下，會引發(fā)大量甲基化變化，幫助植物抵御入侵的病原體。”
        

        植物利用一系列復雜的防御機制，通過刺激各種激素信號來觸發(fā)基因表達網(wǎng)絡的改變，從而在感染時限制寄生細菌的生長。索爾克的發(fā)現(xiàn)和最近的其他研究表明，這些細胞防御反應與DNA甲基化機制有關，從而控制基因表達網(wǎng)絡。遺傳物質(zhì)的表觀遺傳學變化，包括DNA甲基化模式的變化和組蛋白(在基因調(diào)控中發(fā)揮關鍵作用的蛋白質(zhì))的修飾，可以在不改變基因序列的情況下改變基因的表達。此外，被稱為小干擾rna (small interference rna, sirna)的分子與DNA甲基化有著密切的聯(lián)系，尤其是在這些sirna引導甲基化過程的跳躍基因上。令人驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，在感染過程中，這些siRNAs的水平在特定轉(zhuǎn)座子上也會發(fā)生變化，并與這些移動DNA片段的激活相對應。這些發(fā)現(xiàn)闡明了表觀基因組對應激反應的動態(tài)特性。
        

        索爾克的發(fā)現(xiàn)可能對農(nóng)業(yè)有廣泛的影響，包括設計植物的DNA甲基化模式，以產(chǎn)生抗病性作物和減少農(nóng)藥的暴露。這些應用技術引起了人們極大的興趣，因為每年有30%至40%的農(nóng)作物因病原而損失，損失約為5000億美元。
        

        最近發(fā)表在《植物生理學》(Plant Physiology)雜志上的一項研究表明，對環(huán)境條件的記憶可能會代代相傳，因為植物防御是在其父母已接觸病原體的植物的后代中啟動的。Dowen說:“雖然人們對這一現(xiàn)象知之甚少，但它具有廣泛的興趣，并且正在該領域進行深入研究。”“我們認為，我們的發(fā)現(xiàn)可能為直接測試我們觀察到的甲基化變化是否會遺傳給后代，或是否在人類細胞中發(fā)生了類似的機制提供了一個框架。”
        
			

			
          
        
			
        
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