研究人員報(bào)告物種間基因調(diào)控差異的機(jī)制

密切相關(guān)的動(dòng)物物種在物理上可能看起來不同，但您可能會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，這些差異不僅是由于改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的 DNA 序列變化造成的，而且還因?yàn)?DNA 的變化會(huì)影響這些蛋白質(zhì)的表達(dá)方式。除此之外，并非物種之間的所有差異都可以僅用 DNA 序列變化來解釋。

分子生物學(xué)家、生物化學(xué)助理教授 Emily Hodges 研究我們基因組的調(diào)控元件，并對(duì)解析 DNA 序列的變化如何影響基因調(diào)控感興趣。

基因的表達(dá)受到DNA序列調(diào)控元件(例如基因增強(qiáng)子)的控制，這有助于增加靶基因的表達(dá)。

增強(qiáng)子功能的物種特異性變化可能是由于 DNA 序列變化直接發(fā)生在單個(gè)增強(qiáng)子 (順式) 內(nèi)或在細(xì)胞環(huán)境內(nèi)以影響數(shù)千個(gè)增強(qiáng)子 (反式) 的方式引起的。例如，轉(zhuǎn)錄因子(一種驅(qū)動(dòng)靶基因表達(dá)的移動(dòng)蛋白)是一種反式調(diào)控元件，可以結(jié)合和控制不同染色體上的增強(qiáng)子。

從歷史上看，科學(xué)家們很難確定這兩種機(jī)制對(duì)基因表達(dá)差異的個(gè)體貢獻(xiàn)。

Hodges 和前同事 Tony Capra(現(xiàn)任加州大學(xué)舊金山分校流行病學(xué)和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)副教授)的實(shí)驗(yàn)室使用 ATAC-STARR-seq(一種由 Hodges 實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的基因組規(guī)模報(bào)告技術(shù))來解開這一謎團(tuán)。順式和反式調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)密切相關(guān)的人類和恒河猴之間基因調(diào)節(jié)差異的相對(duì)貢獻(xiàn)。論文《人類基因調(diào)控進(jìn)化是由順式和反式調(diào)控元件功能的差異驅(qū)動(dòng)的》于 2024 年 4 月發(fā)表在《細(xì)胞基因組學(xué)》雜志上。

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