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基因如何被小RNA永久沉默

小水花  发布于:2015/3/26  阅读量:730  来源:phys.org

Marc Bühler和其在弗雷德里希·米歇尔生物医学研究所(FMI)的团队已阐明了由小RNA介导的基因沉默基本机制,从而解决了一个已经困扰研究界超过十年的难题。他们的研究结果出版在今天的Nature杂志上,在各个领域的应用将会潜力巨大。

早在2002年,几个研究小组就发现小RNA分子能够关闭确定的基因组区域,这被Science杂志喻为年度突破。令人感到兴奋的是,科学家们现在似乎有了一种工具使他们能够影响基因组而不是直接修改DNA。然而随着岁月的流逝,详细解释该机制很困难,最初的兴奋让位给了无奈。 FMI组长Marc Bühler回忆说:“矛盾的数据,撤销的论文 ——我们几乎没任何进展。有一段时间,我也想放弃希望,感觉我们永远也无法弄明白这个机理。”但是,他们成功了。

正如科学家们在今天Nature上的文章所说,一组被称为Paf1复合物的蛋白质(Paf1C)——其本身也是RNA聚合酶复合物的一部分 ——阻止小RNA分子沉默基因组片段。当Paf1C在酵母中被突变,RNA片段可用来关闭靶向基因组区域。这种影响强烈且持久。Bühler说:“在实验中我们发现,基因沉默也持续到下一代,即使当原始RNA分子不再存在。因此,我们发现的是一个完全的表观机制:我们可以跨越世代改变基因表达——从而影响细胞的发育——而不直接改变DNA序列。”

为了获得这些成果,文章的联合第一作者Katarzyna KowalikYukiko Shimada(二者同为Bühler研究小组成员),使用了近几年研究界并不流行的一个精心制作的酵母遗传屏幕。Bühler解释道:“在经历了过去几年的挫折后,我们又回到了这个''的方法,并与全基因组的下一代测序技术相结合。这是成功的秘诀。”

Paf1C这种蛋白在高等生物中也存在,其形式与在酵母中的几乎没有不同。Bühler评论道:“有趣的是,我们现在可以利用RNA分子以序列特异性的方式来诱导表观基因沉默,并且相同的蛋白质也存在于哺乳动物细胞中;这可能会给基于RNA的治疗开辟新的途径。同时,大量公认的障碍仍然需要克服。”

然而,Bühler认为该发现目前在非医疗领域更令人感兴趣:“这些核糖核酸机制早在植物生物技术中就被研究过,其中基因表达的表观遗传控制可能避免需要产生转基因生物”。


全部评论(1)

  • 1楼
    2015/3/27 14:11:40V大大

    期待后续的研究

    [0]

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