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《科学》:“跳跃基因”玩积木,不断搭出新基因

CHEN

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根据新的研究,就像积木可以随意搭建成各种结构一样,基因元素可以混合和匹配来创造新的基因。

该研究成果以“通过转座酶捕获的脊椎动物转录因子的反复进化(Recurrent Evolution of Vertebrate Transcription Factors by Transposase Capture)”为题,于2月19日发表在顶刊《科学》。

该团队研究了在进化过程中如何将称为转座子或“跳跃基因”的遗传元件添加到混合物中,通过外显子改组来组装新基因。

研究人员鉴定了100多个不同的基因,这些基因与过去3.5亿年中沿着不同物种谱系产生的转座酶融合,包括鸟类、爬行动物、青蛙、蝙蝠和考拉的基因,以及人类基因组中总共44个天生完美基因。

研究人员最终选择了四个最近进化的基因,并在细胞培养中进行了广泛的实验来了解它们的功能。他们发现这些基因衍生的蛋白质能够结合特定的DNA序列,并关闭基因表达。这些基因被称为转录因子,是发育和基本生理的主要调节基因。

研究人员详细研究了PAX6基因,该基因在所有动物眼睛的形成中作为主要的调节者起着关键作用,并且在整个进化过程中高度保守。

实验显示,如果将老鼠身上的PAX6基因植入果蝇体内,就会发挥相应作用。此前有人提出PAX6来自转座酶融合,研究人员在这项研究中进一步验证了这一假设。

研究人员还分离出了蝙蝠体内最近进化的一种基因,叫做KRABINER,然后使用CRISPR基因编辑技术将其从蝙蝠基因组中删除,观察哪些基因受到影响,然后再将其添加回来。

实验表明,当KRABINER被移除时,数百个基因被失调,当它们恢复时,正常功能恢复。研究人员表示,这是由于KRABINER基因表达的蛋白质与蝙蝠基因组中其他相关的转座子结合。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文链接:

https://science.sciencemag.org/content/371/6531/eabc6405?utm_source=miragenews&utm_medium=miragenews&utm_campaign=news


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