團(tuán)隊(duì)揭示了遺傳學(xué)中細(xì)胞決策的新規(guī)則！
微生物查詢網(wǎng) / 2019-04-12 14:31:50
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) 一組生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞用來(lái)決定它們激活哪些基因以及在什么條件下決定的新規(guī)則，這些結(jié)果增加了我們對(duì)基因變異如何影響人類特征的理解。
這項(xiàng)研究不僅表征了新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞活動(dòng)因素，而且還揭示了影響基因活化的物理參數(shù)，從而推動(dòng)了我們對(duì)基因在時(shí)間和空間上的調(diào)控方式的理解，”生物學(xué)教授Christine Rushlow解釋道。在紐約大學(xué)和該研究的資深作者，該研究出現(xiàn)在Current Biology期刊上。
這項(xiàng)工作還包括加州大學(xué)伯克利分校的教授Hernan Garcia，他專注于一種特定的蛋白質(zhì)，Zelda，Rushlow及其同事之前發(fā)現(xiàn)，這種蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)在錯(cuò)綜復(fù)雜的協(xié)調(diào)中打開(kāi)對(duì)發(fā)育至關(guān)重要的基因組。時(shí)尚。
在當(dāng)前生物學(xué)研究中，研究人員試圖闡明基因調(diào)控的確切性質(zhì)的具體方面 - 這是一個(gè)至關(guān)重要的過(guò)程，因?yàn)榛蚧顒?dòng)的時(shí)間和位置的錯(cuò)誤可能導(dǎo)致發(fā)育困難。
這種動(dòng)態(tài)表現(xiàn)在DNA中與稱為增強(qiáng)子的基因相鄰的短區(qū)域;這些功能類似于邏輯電路，通過(guò)讀取細(xì)胞環(huán)境并將這些輸入整合到定義的基因活動(dòng)響應(yīng)中。
“然而，雖然我們知道基因與其增強(qiáng)子之間的許多廣泛相互作用，但很多監(jiān)管邏輯尚未被理解，”Rushlow說(shuō)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，Rushlow和她的合作者檢查了果蠅Drosophila的胚胎，該果蠅使用與人類高度相似的基因。人們?cè)缇椭?，神?jīng)系統(tǒng)發(fā)育所需的一個(gè)基因被一種名為Dorsal的蛋白激活，該蛋白直接與該基因的增強(qiáng)子結(jié)合。第二種蛋白質(zhì)，Zelda，也與增強(qiáng)劑結(jié)合，被認(rèn)為可以增強(qiáng)背部活動(dòng) - 但它如何做到這一點(diǎn)并不完全清楚。
通過(guò)突變Zelda結(jié)合位點(diǎn)并量化基因的反應(yīng)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)激活，激活開(kāi)始和激活程度的概率發(fā)生了變化，從而極大地影響了時(shí)間和空間的基因活動(dòng)。
為了確定原因，他們分離了塞爾達(dá)的活動(dòng)。使用高分辨率顯微鏡，他們發(fā)現(xiàn)Dorsal蛋白在含有Zelda位點(diǎn)的增強(qiáng)子中富集，與沒(méi)有Zelda位點(diǎn)的人相比，提供了Zelda如何增強(qiáng)背部活動(dòng)的機(jī)制，并揭示了將增強(qiáng)子的微環(huán)境與其激活基因的能力聯(lián)系起來(lái)的聯(lián)系。
“這項(xiàng)研究揭示了細(xì)胞用來(lái)決定他們激活什么基因，何時(shí)以及多少，以響應(yīng)他們的環(huán)境，”Rushlow指出?！拔覀兡軌蛟跊Q策過(guò)程中直接觀察細(xì)胞，然后操縱和測(cè)量一部分DNA作為微小電路來(lái)做出這一決定?！?br />
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