Cell子刊：發育中的DNA“交流”
日期：2013-03-04 10:11:13
在胚胎發育過程中，基因的啟動和關閉受到精確調控。基因動態給不同細胞賦予了不同的特性，讓胚胎發育成為比例恰當的健康動物。Fgf8是這一過程中的關鍵基因之一，它編碼一個關鍵信號因子，控制著四肢生長和大腦不同區域的形成。
日前，歐洲分子生物學實驗室EMBL的研究人員，確定了在哺乳動物胚胎發育過程中控制Fgf8表達的調控模塊，闡明了這一系列調控元件（增強子）控制Fgf8的機制。文章于二月二十八日發表在Cell旗下的Developmental Cell雜志上。這項研究強調了，基因組結構對于基因調控的重要性。
研究人員發現，在一個基因組大區域聚集著一系列Fgf8增強子，雖然其間也穿插著一些不相關的基因，但這些調控元件只對Fgf8起作用。這些元件的序列和排列在進化中非常穩定，這說明了它們的重要性。研究顯示，選擇性改變這些調控元件的相對定位，會改變它們對Fgf8的作用，從而極大地影響胚胎發育。
“我們發現，這一基因組區域中的復雜組織形式，是Fgf8調控的關鍵方面，”領導這項研究的François Spitz說。“特定調控元件對Fgf8的影響，取決于該元件的特殊位置，而非這個元件的序列。這說明該區域中，啟動子對基因的影響并不依賴特定的識別標簽，而是與定位有關。”文章提出，該基因組區域的結構，控制著區域中調控元件的內在活性。
科學家們仍在深入研究這一調控的詳細分子機制。他們認為，很可能在特定條件下，DNA的3D折疊能使調控元件彼此組合，并與Fgf8接觸以激活或阻止基因表達。該研究所強調的基因調控層次往往容易受到忽視，這些調控元件并不與擁有相應序列的特定基因一一對應。在這里，基因組的局部組織形式和DNA的3D折疊實際上更為重要，它們不僅控制著調控元件的活性，也介導了調控元件與目標基因的接觸。
DNA的3D結構如何調節基因組元件的相互交流，又對基因表達調控有何具體影響，這些還有待進一步研究。這些將幫助我們深入理解，基因組重排怎樣影響上述3D調控網絡，并由此引發相應疾病和畸形。
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