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科学家成功解开大量基因沉默之谜

来源:网络资源 2009-09-02 11:12:46

  美国华盛顿大学圣路易斯学院克雷格·皮卡尔德教授领导的研究小组4日表示,他们在核仁显性(nucleolardominance)现象的研究方面取得了突破性的进展,发现杂交植物或动物中整组亲代核糖核酸RNA基因遭受沉默(被关闭)。由于核仁显性的机理同癌症这类疾病失控的机制在某些方面相同,因此皮卡尔德的研究在医学应用方面具有十分重要的意义。相关研究论文刊登在最新一期的《分子细胞》杂志上。

  核仁显性是一种表观遗传现象,指基因表达发生改变但不涉及DNA序列的变化,可以由DNA甲基化之外的组蛋白编码的改变引起。在这种现象中一套亲代遗传给杂合体子代的核糖体基因遭受沉默。当核仁在从单亲那里遗传来的染色体上形成时,细胞核内就会发生核仁显性现象。核糖核酸RNA基因的表达驱动了这些核仁的形成。两种不同种类的植物或动物杂合后,总是选择表达杂合中一特殊亲代种类的核糖体RNA基因,而无论该特殊亲代种类是母系还是父系。

  核糖核酸RNA是核糖体的一个主要成分,而核糖体是细胞的蛋白生产基地。细胞在核糖核酸RNA基因充裕时,能利用核仁显性来控制生物体中核糖体的量。皮卡尔德表示,如果人们能利用核仁显性的沉默机理来限制核糖核酸RNA基因的表达,那么就有望能减缓肿瘤细胞的生长率,从而减缓癌症这类疾病的发展。

  在癌细胞中,核仁明显较大,这是由于核糖核酸RNA转录时核仁急剧增多所造成的,而这反过来又导致细胞内核糖体大量地增加。核糖体活动的升级意味着细胞能以非正常的高速率合成蛋白,从而发生细胞增殖失控,这是疾病的典型表征。

  对癌症患者而言,完全让所有的核糖体基因出现沉默并非可行的治理方法,因为人要生存,就离不开核糖体。不过,皮卡尔德和合作者的研究表明,小干扰RNA能够指挥核糖体基因发生沉默的时间和范围,这比让所有核糖体基因沉默或者不让任何核糖体基因沉默的方法要复杂得多。

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