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人类胚胎基因为何按“程序”表达

媒体:科技日报  作者:李大庆
发布:日月峡科技

2018/3/10 13:52:45

科技日报北京3月9日电 (记者李大庆)人类生命从受精卵开始,一个受精卵的发育需要体内的基因能够按设定程序、在特定时间和特定地点有序地表达。就像计算机的运行需用计算机语言编程一样,人体设定基因表达程序也有一种“编程语言”。中国科学家在国际上首次解读了这种编程语言如何指挥人类胚胎的基因表达。相关研究3月8日发表在《细胞》上。

人体各种细胞几乎都有大量基因的表达。然而,卵子受精之后约有两天时间非常特殊,胚胎几乎没有基因表达。如何让人的基因开始表达,哪些基因会先表达,哪些基因后表达,一直都是研究难点。中科院北京基因组所刘江团队与山东大学附属生殖医院陈子江团队、广州医科大学刘见桥团队合作,克服了研究材料缺乏的难题,建立了微量细胞的研究方法,在国际上首次研究了人类胚胎基因组的激活机制。他们找到了启动人类基因组表达的关键分子Oct4,发现在进化历史中,最先出现的基因(老基因)会先表达,后出现的基因往往后表达。其原因是细胞设定程序让老基因的调控开关最先被打开。

该项研究还揭示了人类进化的一个重要新机制。DNA的突变会引起人类的进化,DNA序列中有一类被称为转座子的DNA片段,它们常常会从一个区域跳到另一个区域,这种跳动就会产生DNA突变。在研究中团队判断,转座子能够引起人类进化的重要原因是,它主要在胚胎中才处于活跃状态,使人类基因组产生新突变,而只有在胚胎中产生的突变,才更可能传递到后代中,从而引起人类的进化。

有专家指出,本次的研究成果打开了认识人类胚胎发育基因表达调控的大门,将为人类的优生优育提供理论基础。

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