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追踪生命的第一步 两个分子唤醒全新的基因组

导读 在受精后数小时内,由卵子和精子贡献的染色体形成独特的基因组。然而,这个新基因组最初是无活性的,必须唤醒才能开始其DNA的转录并开始胚
2019-07-08 12:08:22

在受精后数小时内,由卵子和精子贡献的染色体形成独特的基因组。然而,这个新基因组最初是无活性的,必须“唤醒”才能开始其DNA的转录并开始胚胎发育。生命的第一步如何发生长期以来令发展生物学家着迷。

“从分子的角度来看,这是生命的开始,”弗格斯F.华莱士遗传学教授,耶鲁大学遗传学系主任安东尼奥·吉拉德斯说。“尚不清楚的是胚胎基因组的转录活动如何以及什么启动,以便胚胎开始用自己的基因蓝图控制自身的发育。”

耶鲁大学的Giraldez和他的研究小组发现,在新形成的基因组中激活DNA需要两个特定因子,他们在6月17日发表在“发育细胞”杂志上。他们使用显微镜和RNA测序分析相结合,揭示了斑马鱼胚胎细胞核内的转录模式。

研究人员还开发了可视化斑马鱼基因组中第一个活化基因的工具,称为miR-430,并追踪基因在活胚胎中的活性。

“现在我们可以在视觉上查看细胞核内部并分析静音基因组中的第一个基因是如何被唤醒的,”该研究的主要作者和在Giraldez实验室工作的博士生说。

斑马鱼基因组的激活需要存在由母亲产生的两种蛋白质-P300和Brd4-。的破坏活性使用这两种蛋白质的小分子抑制剂阻止胚胎基因组的激活,这反过来又块胚胎的发育。然而,研究人员发现,即使在它们阻断了这些母体蛋白质的产生之后,它们也可以通过人工引入P300和Brd4来克服这种阻滞并过早启动胚胎基因组的激活。

“这些分子因子起着一种分子计时器的作用,它决定了基因组觉醒的时机,”Giraldez说。“找到参与基因组激活的这些关键因素是我们理解生命开始的关键的第一步。”

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