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前沿科技

某些遗传基因可保持沉默25代以上

发布日期:2015年02月05日来源:科技日报
标签:遗传基因表观遗传基因关闭
    按照遗传基本原理,如果某些基因能帮助父母生存和繁殖,父母就会把这些基因传给后代。而近来一些研究表明,真实情况要复杂得多:基因可以被关闭或沉默,以应对环境或其他因素,这些变化有时也能从一代传到下一代。这种现象称为表观遗传,目前人们对此还不是很清楚。

    据物理学家组织网2月3日(北京时间)报道,美国马里兰大学遗传学家首次提出了一种特殊机制,父母通过这种机制可以把沉默基因遗传给后代,而且这种沉默可以保持25代以上。这一发现可能改变人们对动物进化的理解,有助于将来设计广泛的遗传疾病疗法。相关论文在线发表于2月2日的美国《国家科学院院刊》上。

    “长期以来,生物学家想知道来自环境的信息有多少会传递给下一代,这一机制首次从动物组织层面显示了这种情况怎么发生的。”马里兰大学细胞生物学与分子遗传学副教授安东尼·何塞说。

    他们对一种叫做秀丽隐杆线虫的蛔虫进行了研究,让它的神经细胞产生了与特殊基因相配的双链RNA分子(dsRNA)。dsRNA分子能在体细胞之间移动,当它们的序列与相应的细胞DNA匹配时,就能使该基因沉默。他们此次发现dsRNA还能进入生殖细胞,使其中的基因沉默。更令人惊讶的是,这种沉默可以保持25代以上。

    如果这种机制也存在于其它动物(包括人类)中,表明物种相应于环境的进化还有一种完全不同的方式。“这种机制给了动物一种进化得更快的工具。”何塞说,我们仍需进一步确证,如果动物用这种RNA传输来适应环境,意味着我们要重新理解进化机制。

    长期稳定的沉默效果在开发遗传疾病疗法方面至关重要。十多年来,研究人员一直把一种名为“RNA干扰”的过程(通常称为RNAi)作为一种潜在基因疗法,它可以用配对dsRNA瞄准任何疾病基因。而最大障碍是如何实现稳定的沉默,这样病人才不必反复使用高剂量dsRNA。

    “RNAi很有希望成为一种治疗方法,但疗效会随时间和细胞分裂而下降。”何塞说,蛔虫神经细胞中特定的dsRNA,可能有某些化学修饰作用,使基因沉默稳定地持续许多代。进一步研究这种分子有助于解决RNAi疗法的疗效问题。

    何塞还指出,蛔虫和人类之间存在巨大差异。哺乳动物与简单动物不同,它们在遗传中每一代都能对沉默基因重新编程。表面上看,这似乎防止了表观遗传的发生,而以往有证据表明,环境也能在哺乳动物身上造成某些隔代遗传。他们的研究有助于发现这种隔代遗传的原因。

    总编辑圈点

    某些遗传基因可真够淡定的,能沉默25代以上。这么看来,巨帅的爹妈生出长相不那么对得起观众的孩子,也不该总怀疑人家整过容。美国科学家的这项新研究,重要意义不光在于给遗传病的治疗提供了新思路,还给我们提供了生物强大适应能力的一个解释。为了应付不测,生物传宗接代,不能光靠DNA这一套法宝。得几手抓,几手都要硬。狡兔还有三窟哪,基因存续了几十亿年,它的“窟”比我们想的多。