我们的身体是由数万亿的细胞组成的,每个细胞都是由无数具有特殊功能的生物分子组成的,这些分子能使细胞存活。当这些分子失灵时,就会导致疾病。如果我们把细胞想象成一个管弦交响乐队,许多音乐家每个人都有一个很小的角色去演奏,那么是什么在指挥所有这些音乐家,并使他们在演奏交响乐时保持协调呢?
怀特黑德研究所(WhiteheadInstitute)的研究人员正在证明,就像导体一样,某些关键分子会根据场合的需要调整细胞的行为。细胞如何给复杂的过程排序的知识对于学习如何在疾病细胞中恢复健康功能是至关重要的。
微调基因活性
虽然我们细胞的某些特征被硬编码成DNA序列,但改变DNA的化学结构可以改变细胞读取基因的方式以及它是否被激活。对基因组的这种修改,其中许多是可遗传的,被称为表观遗传学。它们允许细胞精确地调节其基因活动。表观遗传学的问题与许多疾病有关,包括脆性X综合征和Rett综合征。怀特黑德研究所成员MaryGehring以拟南芥植物为模型系统,研究表观遗传学如何形成基因表达。
在最近的一项研究中,Gehring和她的同事们研究了胚乳的表观遗传变化,胚乳为发育中的种子提供营养。他们把注意力集中在染色质上DNA在细胞核中的包装方式。紧密的染色质可以抑制基因的表达。然而,在拟南芥的短寿命胚乳中,染色质的定位一直是困难的。郑格林展示了一种新的技术剪切和运行如何有效地绘制拟南芥全胚乳基因组染色质修饰的图谱,为进一步研究染色质对发育种子中基因表达的影响开辟了道路。有了这样的发现,Gehring的实验室正在找出对基因活动有秩序的关键人物。
Gehring现在正在探索如何利用表观遗传学来设计抗逆性作物。她的实验室正开始把重点放在孤儿作物上,这种作物生长频率较低,为遗传多样性提供了一个很大程度上尚未开发的来源,而且常常...
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