细胞如何破解自己的基因

从酵母到人类的所有生物体中的DNA编码使生存和繁殖成为可能的基因。但这些有益基因仅占我们DNA的2%。事实上，超过三分之二的基因组中都存在自私基因，只关心自身的复制 - 即所谓的遗传寄生虫。它们遍布植物，真菌和动物的基因组，可以从一个基因组位置跳到另一个基因组位置。虽然它们对于在基因组中产生多样性很重要，但它们也可以导致致死突变或不育。正如细菌使用CRISPR / Cas9系统来识别和切割侵入其DNA的病毒一样，真核细胞已经开发出各种策略来保护基因组并沉默这些自私的遗传寄生虫。

解决进化的“鸡和蛋”困境

维持动物基因组完整性的一个重要途径是piRNA途径。该系统在生殖细胞中具有活性，并利用RNA的小片段 - 所谓的piRNA-其像镜像一样适合自私序列的转录本，从而启动与其相关的Argonaut蛋白的沉默。IMBA的Brennecke实验室一直在使用尖端的新一代测序技术，严格探索果蝇中基于RNA的自我防御机制。piRNA的来源在含有自私元素的沉默区域内。这个组织建立了一个进化的“鸡和蛋”困境：piRNA如何从他们沉默的地区产生?在他们目前的自然中出版物，Brennecke的实验室不仅解决了这个谜团，还描述了一种全新的基因表达机制。

Moonshiner：总有办法

新发现的途径以一种名为moonshiner的蛋白质为中心。Moonshiner与基础转录因子有关，并与Rhino相互作用，Rhino是一种与自私基因异染色质结合的蛋白质。Rhino将Moonshiner募集到异染色区域，并且Moonshiner启动RNA聚合酶II预启动复合物的组装，其催化转录。因此，通过嵌入组蛋白标记而不是DNA序列中的不同代码在其他沉默区域中激活基因表达。研究结果表明，piRNA通过弯曲基因激活的经典规则进行转录，将标准基因激活的元素与基因沉默相结合。“在piRNA簇中活跃的途径 - piRNA出生的地方 - 通过结合两种不同的系统来破坏基因机制，基因激活与基因沉默，就像家具可以被宜家黑客重新利用，”Peter Andersen说， IMBA的博士后和该论文的第一作者。因此，moonshiner途径揭示了细胞如何利用异染色质进行转录。“细胞已经制定了绕过传统途径的策略。目前的研究结果不仅对了解有用基因与自私基因之间的种族关系至关重要。它们已经形成并且仍在推动进化过程，它们也有助于以整体方式理解基因表达，“IMBA组长和最后一位作者Julius Brennecke说。

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