Master gene-shuffler让我们与众不同


安迪科格兰(Andy Coghlan)发明DNA指纹图谱的人现已确定了一个驱动人类遗传变异的关键基因尽管人类共享99.5%的DNA,但剩下的不分成比例只有半个百分点,这使得我们在遗传和身体上都有所不同一些差异来自DNA中的突变,其中单个DNA单元被另一个DNA单元替换其他差异来自重组,其中当精子和卵形成时,整个大块的亲本DNA被交换 “变异就像扑克牌上的点,没有它们,我们所有的基因卡都是相同的,”英国莱斯特大学的Alec Jeffreys说道,他领导了这一发现的团队他在1984年开创了DNA指纹识别技术“重组就像改变基因组一样,”杰弗里斯说 “因此,没有突变和重组,我们都将是克隆和基因相同的”现在,杰弗里斯和他的同事发现,特定的基因在DNA如何重组以及基因组发生的位置发挥着重要作用该基因被称为Prdm9,是“PR domain-containing 9”的缩写,当精子卵从生殖细胞发育时,该基因会产生一种酶,可以锁定DNA并对其进行重组该酶主要针对重组“热点”,其中已知已发生这种重新杂交杰弗里斯和他的同事们研究了74名非洲血统男性和156名白人欧洲血统捐赠的精子,表明Prdm9基因本身也存在巨大差异,导致某些个体发生重度重组,而其他人只进行轻微的重新洗牌杰弗里斯在他研究的男性中发现了五种先前已知的Prdm9变种,另外还有24种新变种,其中非洲人的变异特别丰富在实验中,研究人员证明Prdm9制造的酶在他们选择测试的十几个“热点”区域起作用但重组的数量取决于哪种Prdm9变体已被遗传另一个令人惊讶的是Prdm9和小卫星之间的联系,这是Jeffreys在1984年发现的DNA的重复序列这些序列对每个人的基因组进行了研究,但个体之间差异很大,他们允许DNA指纹识别现在,杰弗里斯和他的同事已经证明Prdm9基因本身含有一个小卫星,这可能是导致这个基因在个体之间变化很大的原因由于小卫星本身经常出现在基因组中的重组“热点”中,现在看来它们可能通过与Prdm9中的小卫星的相互作用来驱动它们自身的进化 “对我来说,这绝对是太棒了,”杰弗里斯说 “因为我最初将这些小卫星分离出来,我的职业生涯似乎已经进入了一个长达25年的巨大循环中”其他研究小组已经从小鼠研究和人类基因序列分析预测,Prdm9将与重组热点相互作用 “Jeffreys的论文有助于确认并大大扩展我们的研究结果,”加州大学戴维斯分校的Graham Coop说道,他是其中一个团队的主要成员,他们认为Prdm9是一个主要的进化者虽然重组对于进化和变异至关重要,但是当它出错时它会引起疾病例如,杰弗里的研究小组指出,错误的重组应归咎于Charcot-Marie-Tooth综合征,这会导致肌肉损耗和神经敏感性丧失,而遗传性神经病变会导致压力麻痹(HNPP),其中身体压力会损害神经纽约州伊萨卡市康奈尔大学的安德鲁·克拉克称Prdm9是“重组和基因组重排的主要调节因子”他说杰弗里斯及其同事提供了“非凡的直接证据”,即Prdm9在指导10个不同热点的重组率方面起着重要作用期刊参考:Nature Genetics,DOI:10.1038 / ng.658有关这些主题的更多信息:
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