如何阻止入侵的跳跃基因
自从1983年卡内基研究所的Barbara McClintock因发现跳跃基因而获得诺贝尔奖以来,我们已经了解到,我们几乎有一半的DNA由跳跃基因组成 - 称为转座子。鉴于它们能够在发育精子和卵细胞的基因组中跳跃,它们的入侵会引发DNA损伤和突变。这经常导致动物不育甚至死亡,威胁物种的生存。丰富的跳跃基因意味着生物体已经存活了数百万甚至数十亿的转座子入侵。然而,人们对这种适应性的来源知之甚少。现在,一支卡内基研究小组发现,在基因入侵时,生殖干细胞促进非编码RNA元件(piRNA)的产生,抑制其活性并激活DNA修复过程,从而允许正常的卵子发育。结果发表于2018年11月1日的问题发育细胞。
研究人员研究果蝇Drosophila melanogaster中的跳跃基因 - 研究精子和卵细胞中跳跃基因的经典模型。为了建立一个研究跳跃基因适应的强大系统,研究人员需要一种工具来控制它们的活动。四十年来人们就已经知道,环境温度会影响果蝇在跳跃基因入侵时的不育程度。在77华氏度(25摄氏度)的温度下,后代有无菌卵巢,而在64华氏度(18摄氏度)的后代有完全发育和可育的卵巢。
“因为众所周知温度会影响不育,我们决定量化这种跳跃基因在不同温度下的活动率。我们发现在卵巢干细胞中,77华氏度时基因动员的跳跃率是7倍,这意味着我们可以简单地利用温度来控制跳跃基因的入侵强度,“该论文的第一作者Sungjin Moon说。
由职员助理赵章领导的初级研究小组包括卡内基的Sungjin Moon,Madeline Cassani,Yu An Lin,Lu Wang和Kun Dou。凭借这些知识,该团队将飞行成体卵巢建立为一个强大的平台,以揭示潜在的适应机制。他们发现,生殖干细胞利用一种新的适应性反应,通过激活所谓的DNA损伤检查点来“迅速驯服”入侵的元素。这是一个在细胞分裂之前激活细胞周期暂停以修复受损DNA的过程。一个名为Chk2的检查点组件被发现是关键。修复过程中的这种停顿扩大了piRNA的产生 - 那些使跳跃基因沉默的非编码RNA元件。他们发现这个暂停期对于适应和永久沉默入侵是必要的基因,允许正常的产蛋,可以在四天内开始。
“跳跃的基因入侵引发了所有生物体的灾难性基因组不稳定性,”赵章说。“它们大大降低了入侵动物的生存能力和繁殖力,并可能导致人口危机。我们相信生殖干细胞以这种方式快速适应和恢复生育能力,使物种能够抵抗这种人口崩溃。这种机制是物种生存的关键。“
推荐内容
-
原神钟离和公子怎么样哪个值得抽?钟离和公子强度分析介绍
原神里钟离和公子谁更强?原神钟离和公子谁性价比最高?钟离和公子都是五星角色,两个高颜值爆表的英雄让不少玩家十分苦恼,到底该用哪一...
-
糖尿病注射剂将被淘汰 多功能干细胞治疗即将登场
糖尿病是由于人体代谢紊乱导致血糖含量过高的一种疾病,它主要有两种类型,1型糖尿病患者免疫系统会攻击并破坏负责产生胰岛素的β细...
-
8月24日广西疫情最新数据公布 广西昨日新增密切接触者3人
温馨提示:疫情期间规范佩戴口罩,注意乘坐公共交通工具、进入人员较为密集或通风不良的场所、到医院就诊,以及出现呼吸道症状时应自觉...
-
海伦斯一女战二男是什么瓜 安徽阜阳海伦斯黑白双煞是怎么回事?
这事情,说起来有点夸张。看完感觉现在的小年轻真是太奔放了。事情是这样的。在海伦斯(海伦斯是个小酒馆)一女生和身穿白衣服的男友激情...
-
陶白白和白桃星座是什么关系是一个人吗?陶白白为什么那么准有什
为什么陶白白白桃星座的星座周运那么准?有什么依据吗?而对于为什么陶白白白桃星座的星座周运那么准的这个话题,今天的你是否也在关注着?具
-
2021大学生疫情期间国庆返校要做核酸检测吗?大学生国庆返校核酸
众所周知,国庆节法定假期是十月一号到十月七号,所以八号开始上课。那么,疫情期间国庆返校要做核酸检测吗?下面跟小编一起来了解下具体详
-
男子被顶引擎盖雨中疾驰 知情人透露男子与前妻存在经济或情感纠纷
近日,银昆高速公路上一名男子被顶在汽车引擎盖行驶的视频在网上引发了热烈讨论。网上的视频说这起事故是由追尾事故造成的。然而,经过...
-
乐天超市现状最新消息怎么样了?乐天超市是哪国的详情
【导读】你知道乐天超市吗?据消息显示,乐天超市一般指乐天玛特超市。 乐天玛特超市于1998年首店开业(江边店),到2006年,跃居韩国大型超
-
11月15日哈尔滨市平房区疫情最新消息公布 哈尔滨两地降为低风
【摘要】非必要不外出、不出行、不远行。如果您28天内有境外或14天内有国内中高风险区的旅居史,请及时向社区报告。哈尔滨市应对新冠肺炎疫
-
家族荣耀甄芯的孩子是谁的生的男孩女孩?甄芯结局和谁在一起了?
家族荣耀甄芯最后和谁在一起了?跟马耀祖结局是什么?而对于家族荣耀甄芯跟谁在一起了的这个话题,今天的你是否也在关注着?具体什么情况?下面