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利用CRISPR技术,研究人员发现了胚胎发育基因的复杂机制

2021-11-01 10:05:57 来源:网络 责任编辑:
  但基因如何“知道”什么时候开始,做什么,什么时候停止?它们如何成为复杂分子机制的一部分而不与附近的其他基因混淆?这些问题促使丹尼斯·杜布勒教授进行了一项新的研究。他管理欧洲足球学院和日内瓦大学的研究团队。他们的研究结果发表在《基因与发展》杂志上。Rita Amandio、Leo Beccari和他们实验室的同事对称为CTCF的锌指蛋白感兴趣,这种蛋白非常特殊,因为它是多功能蛋白;它可以根据细胞的需要启动或抑制基因转录。在基因组中,有一些特定的位点可以与CTCF结合。这些位点作为染色质在细胞核中的DNA包装中起着重要作用。然而,研究人员感兴趣的是,CTCF及其结合位点也可以阻断称为基因启动子和基因增强子的短DNA序列之间的通讯。增强子是激活蛋白结合增加基因转录可能性的地方;启动子是转录因子结合启动这一过程的地方
  研究人员使用基于CRISPR/cas9技术的策略来破坏ctcfs与基因组结合的五个相邻位置,以控制称为Hoxd簇的基因家族的激活。这些基因编码的蛋白质对哺乳动物胚胎发育过程中的组织结构非常重要。转录因子也是高度保守的,这意味着它们在脊椎动物物种之间没有显著差异。本研究表明,Hox簇中的CTCF结合位点对于增强子选择正确的目标基因亚群是必要的,尤其是当这些增强子远离目标基因而不是靠近目标基因时,研究发现,考虑到CTCF的双重功能,并非所有结合位点都能促进基因激活,有些位点能抑制基因转录。这两种效应似乎取决于基因作用的组织类型,这意味着一些CTCF结合位点可以在不同的组织中表现出相反的活性。研究表明,尽管Hox簇中的CTCF位点发挥着多种作用,但它们都有助于创建所谓的“TAD边界”(TAD代表“拓扑关联域”)。这是基因组中一个确定的区域,在该区域中,基因可以相互作用以帮助组织“遗传舞蹈”的巨大复杂性。“在这些CTCF位点中发现的各种任务可能解释了它们在所有脊椎动物的Hox群中惊人的进化保护,”作者总结道

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