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PNAS驚人發(fā)現(xiàn):基因沉默可持續(xù)25代

日期:2015-02-04 08:49:58

 一百多年以來人們對遺傳的理解還局限于,生物將有助于自身生存和繁殖的基因傳遞給后代。直到近幾年科學(xué)家們才意識到遺傳事實(shí)上要復(fù)雜得多,環(huán)境等因素也能導(dǎo)致可世代傳遞的基因沉默。不過目前人們還不太了解這種表觀遺傳的具體機(jī)制。

 

馬里蘭大學(xué)UMD的遺傳學(xué)家Antony Jose領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì),首次闡明了父母將基因沉默傳遞給后代的一個(gè)特殊機(jī)制。值得注意的是,這種沉默能夠持續(xù)傳遞二十五代以上。這項(xiàng)研究發(fā)表在二月二日的美國國家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。

 

“生物學(xué)家們一直想知道環(huán)境影響是如何傳遞給下一代的,”Jose說。“而我們首次闡明了這樣一種機(jī)制。”

 

已知dsRNA分子能夠在體細(xì)胞(除生殖細(xì)胞以外的細(xì)胞)之間傳遞,沉默與其序列相匹配的基因。研究人員發(fā)現(xiàn),線蟲神經(jīng)元生產(chǎn)的dsRNA能從體細(xì)胞進(jìn)入生殖細(xì)胞,對生殖細(xì)胞中的基因進(jìn)行沉默。更令人吃驚的是,這種沉默能夠持續(xù)25代。

 

如果包括人類在內(nèi)的其他動物也存在同樣的機(jī)制,那么這可能是生物適應(yīng)環(huán)境的另一種進(jìn)化途徑。“這個(gè)機(jī)制可以讓動物進(jìn)化得更快,”Jose說。

 

這種長效的穩(wěn)定沉默可以為藥物開發(fā)提供關(guān)鍵性的線索。十多年來,人們一直在探索通過RNA干擾RNAi)來治療遺傳學(xué)疾病,因?yàn)?/span>dsRNA可以靶標(biāo)任何疾病基因。但效果不穩(wěn)定一直是這種基因治療面臨的主要障礙,患者需要反復(fù)使用高劑量的dsRNA。

 

“線蟲神經(jīng)細(xì)胞的這種dsRNA可能具有某種化學(xué)修飾,允許基因沉默在世代間穩(wěn)定地持續(xù)。進(jìn)一步研究這個(gè)分子將能幫助我們解決RNAi的效率問題,”Jose說。

 

當(dāng)然,我們不能忽視線蟲和人類之間的巨大差異。與這種簡單生物不同,哺乳動物每一代都有表觀遺傳學(xué)的重編程機(jī)制。從表面上看,這種機(jī)制應(yīng)當(dāng)會讓表觀遺傳無法發(fā)生。但越來越多的證據(jù)表明,某些環(huán)境影響也能在哺乳動物中實(shí)現(xiàn)跨世代傳遞。Jose認(rèn)為,這項(xiàng)研究提供了一個(gè)很有前景的研究方向。

 

特別關(guān)注