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设计冗余存在于我们的DNA中,它影响着基因的行为

设计冗余不仅是工程师制造机器的发明,也是设计生物体的自然法则。正如《科学进展》(Science Advances)上的一项新研究所描述的那样,这一原理在调控小鼠胚胎中负责引导干细胞自我繁殖的基因中发挥了作用。

在这项研究中,科学家Oliver Bell, Jorge Zepeda-Martinez和他们来自维也纳生物中心和南加州大学的合作者研究了关键基因的“沉默”,这些基因可以引导干细胞分化为特定的细胞类型或细胞系。当这些特定于谱系的基因被沉默后,这些干细胞会产生更多的干细胞,使老鼠的胚胎得以正常发育。

沉默这些基因涉及一组被称为多梳抑制复合物或PRCs的蛋白质。PRCs会产生所谓的表观遗传变化,这种变化会降低血统特异性基因的活性,从而使干细胞变成一种更特化的细胞类型。

冗余之处在于,有两组独立的PRCs,而且这两组都独立地同时工作,以沉默相同的系特异性基因。如果中华人民共和国第一组停止工作,那么第二组可以处理工作。如果PRC组2失败,则组1是一个有能力的备份。

“我们的结果与之前的观察一致,即PRC2中的一种PRCs对小鼠胚胎干细胞的自我更新是不需要的。”我们现在的研究表明,当vPRC1功能受损时,PRC2对于引导cPRC1活性维持对系特异性靶基因的抑制至关重要。”Bell说。“因此,PRCs协调冗余机制,确保强大的抑制关键的谱系规范基因,不仅是为了分化,而且是为了维持老鼠胚胎干细胞的身份。”

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