Nature揭示多變的基因表達模式
日期：2014-04-30 09:10:48
脊椎動物早期胚胎發育受到一些基因以及它們的“語法”控制。解譯這一語法或許有助于了解畸形或癌癥的形成，并開發出一些新的治療藥物。第一次，一項研究發現在斑馬魚的不同發育階段基因表達過程中存在各種將DNA轉錄為RNA的機制。研究人員將這項研究發表在《自然》（Nature）雜志上。
在對幾個基因組進行了測序，并解碼了人類遺傳物質之后，有關遺傳信息結構和功能的許多問題仍然沒有答案。科學家們一直在遺傳信息的攜帶者DNA上尋找調控基因表達的基本規則。基因表達的結果是生成了RNA,借助于一個叫做轉錄的重要基因表達過程，以DNA作為模板合成出RNA，RNA再將遺傳信息轉化為蛋白質。然而，目前仍然不清楚轉錄的確切起始位點，以及哪些有規則、重復出現的DNA片段，DNA修飾或DNA結構修飾是決定轉錄起始的必要條件。完全地了解轉錄調控有可能允許特異性地干擾這些機制，以及開發出對抗一些疾病的新藥物。
一個國際研究小組在斑馬魚中更詳細地研究了與轉錄起始相關的一些過程。在遺傳學中，斑馬魚被視作是脊椎動物研究的一種重要模式生物。利用帽分析基因表達（Cap analysis gene expression， CAGE）高通量方法，科學家們確定了斑馬魚各個胚胎發育階段數千基因的轉錄起始位點。
數據比較結果揭示，尤其是在胚胎發育的兩個階段：胚胎基因組激活前后某些起始位點的利用存在差異。Marco Ferg 說：“激活之前，生長的胚胎利用了母親存放在卵子中的一些轉錄物來生成蛋白質。母親的基因組充當了互補的模板。在胚胎基因組激活之后新生成了一些轉錄物。之后，便以胚胎基因組作為模板。”在新一代測序技術的幫助下，研究人員以高通量解碼了未知的一些DNA序列，他們第一次發現在不同發育階段存在各種轉錄機制。
還需要進一步的研究來確定特異性利用轉錄起始位點是否是基因調控的一種普遍機制。“如果情況確是如此，或許有可能能夠控制轉錄以及特異性地對抗癌癥一類的由轉錄缺陷引起的疾病。但現在我們仍然處于基礎研究階段，”Marco Ferg說。
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