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PNAS惊人发现:基因沉默可持续25代

2015.2.04

  一百多年以来人们对遗传的理解还局限于,生物将有助于自身生存和繁殖的基因传递给后代。直到近几年科学家们才意识到遗传事实上要复杂得多,环境等因素也能导致可世代传递的基因沉默。不过目前人们还不太了解这种表观遗传的具体机制。

  马里兰大学UMD的遗传学家Antony Jose领导团队,首次阐明了父母将基因沉默传递给后代的一个特殊机制。值得注意的是,这种沉默能够持续传递二十五代以上。这项研究发表在二月二日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

  “生物学家们一直想知道环境影响是如何传递给下一代的,”Jose说。“而我们首次阐明了这样一种机制。”

  已知dsRNA分子能够在体细胞(除生殖细胞以外的细胞)之间传递,沉默与其序列相匹配的基因。研究人员发现,线虫神经元生产的dsRNA能从体细胞进入生殖细胞,对生殖细胞中的基因进行沉默。更令人吃惊的是,这种沉默能够持续25代。

  如果包括人类在内的其他动物也存在同样的机制,那么这可能是生物适应环境的另一种进化途径。“这个机制可以让动物进化得更快,”Jose说。

  这种长效的稳定沉默可以为药物开发提供关键性的线索。十多年来,人们一直在探索通过RNA干扰(RNAi)来治疗遗传学疾病,因为dsRNA可以靶标任何疾病基因。但效果不稳定一直是这种基因治疗面临的主要障碍,患者需要反复使用高剂量的dsRNA。

  “线虫神经细胞的这种dsRNA可能具有某种化学修饰,允许基因沉默在世代间稳定地持续。进一步研究这个分子将能帮助我们解决RNAi的效率问题,”Jose说。

  当然,我们不能忽视线虫和人类之间的巨大差异。与这种简单生物不同,哺乳动物每一代都有表观遗传学的重编程机制。从表面上看,这种机制应当会让表观遗传无法发生。但越来越多的证据表明,某些环境影响也能在哺乳动物中实现跨世代传递。Jose认为,这项研究提供了一个很有前景的研究方向。

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