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下一篇4 版面导航   2019 年 4 月 27 日 星期 放大 缩小 默认        

激活“遗传补偿”或能治病

本报讯 (通讯员林洁 柯溢能 记者宋黎胜)国际著名期刊《自然》近日在线报道浙江大学生命科学学院陈军教授和浙江大学动物科学学院彭金荣教授课题组在遗传补偿效应分子机制方面的研究进展,该研究为基因功能研究与疾病治疗提供了新思路。

每个细胞的基因组DNA每天会遇到约10000次损伤,为了存活,生命便进化出来许多应对基因突变的办法,其中之一就是“遗传补偿效应”。2015年,彭金荣实验室发现,一个影响斑马鱼肝脏发育的钙调蛋白酶(Capn3a),用不同方法敲低这一基因时会出现小肝脏表型,而敲除遗传突变体肝脏发育正常。敲除突变体长出正常的肝脏,说明可能是遗传补偿效应在起作用。课题组研究得出结论,机体应对无义突变(指从DNA中转录出来的mRNA由于突变形成提前终止密码,进而提前结束了蛋白质合成),其中上游移码蛋白3a(Upf3a)是诱导遗传补偿效应的重要中介。

陈军课题组根据研究结果,提出遗传补偿效应的分子机制模型:转录后被识别的无义突变mRNA(信使核糖核酸)可以与Upf3b结合,也可以与Upf3a结合。如果与Upf3b结合,它将被无义突变mRNA降解途径(NMD)降解;如果与Upf3a结合,Upf3a将招募COMPASS复合体,无义突变mRNA利用核酸序列同源性,将Upf3a/COMPASS带到其家族同源基因的基因组DNA处,改变其组蛋白修饰,促进同源基因表达,弥补本身的功能损失。

陈军介绍,生命需要一种包容机制,来保证突变个体的正常发育。保留下来的基因突变可能会在将来的恶劣环境中成为进化优势。基因组测序结果显示,正常人群的基因组中存在着大量带有纯合无义突变的基因,其中有些基因因突变被称为错义突变,会导致严重的遗传疾病,如帕金森、白血病、脊柱侧弯等。针对错义突变引起的人类遗传疾病,可以通过敲除此基因,或转入带有无义突变的同源DNA,激活人体内“遗传补偿效应”治疗疾病。

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