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揭示基因在哺乳动物器官发育中的表达谱

发布时间:2023-11-23 浏览次数:1511次 作者:

研究人员首次破译了控制人类和其他选定哺乳动物(恒河猴、老鼠、大鼠、兔子和负鼠)在出生前后主要器官发育的基因程序。利用下一代测序技术,海德堡大学的分子生物学家分析了大脑、心脏、肝脏、肾脏、睾丸和卵巢。他们的大规模研究表明,所有被研究的器官都显示出基本的和原始的基因活动网络,这些基因活动网络一定起源于2亿多年前哺乳动物进化的早期。在第二项大型研究中,科学家们首次探索了一种迄今为止人们知之甚少但规模很大的基因--所谓的RNA基因的发育作用。RNA基因产生核糖核酸,而不是像"正常"基因那样产生蛋白质。

 

为了全面调查发育过程,Kaessmann小组采用了创新的高通量方法。这些下一代测序技术(NGS)能够同时分析各自基因组中所有基因的表达。利用NGS,从各种器官和哺乳动物中读取了超过1000亿个蛋白质和RNA基因的表达片段。"这让我们能够量化和比较基因活动在发育过程中的变化,"Margarida Cardoso-Moreira博士和Ioannis Sarropoulos解释说道。

 

研究人员还发现,在不同种类的哺乳动物中,数量惊人的大量基因的活动模式明显不同。这些在进化过程中产生的差异,解释了各自物种的具体器官特征。例如,对于控制大脑发育的基因,海德堡大学的研究人员能够识别出人类不同的表达模式。科学家们还发现,有数量惊人的RNA基因参与了器官发育的控制。因此,Kaessmann教授说,这种以前很难确定特征的基因在哺乳动物的发育过程中扮演着重要角色。

 

Kaessmann教授解释说:"一个物种的器官特征要到发育后期才会形成。利用现代分子生物学方法,我们首次证实了19世纪生物学上的一个突破性假设。"德国博物学家Karl Ernst von Baer1792年至1876)发现,年龄越小,各种哺乳动物的胚胎越来越难以区分。

 

李子健摘自《生物谷》

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