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昆士兰海海绵如何帮助科学家揭开7亿年前的进化之谜

许多人类特征,例如身高和疾病易感性,都取决于我们DNA中编码的基因。这些基因可以打开和关闭,并通过基因组中重要但难以发现的区域进行进一步微调。

这些区域中特别重要的一类是增强子,它可以增强特定基因被激活的可能性。试图仅基于基因组序列来寻找增强子是非常困难的,就像在黑暗的房间里找到一个电灯开关一样。

这就是为什么到目前为止,在整个动物界中都没有发现类似的DNA序列增强子的例子。

在《科学》杂志上发表的一项新研究中,我们发现人类,小鼠,斑马鱼以及最有可能是整个动物界都与来自大堡礁的海海绵共享增强子区域。由于海海绵和人类的共同祖先是在7亿多年前,因此这意味着功能机制一直保持至今。

我们做了什么

我们的研究由来自维克多·张心脏研究所,昆士兰大学,百年研究所和莫纳什大学的研究人员组成。我们首先从苍鹭岛附近的大堡礁收集海海绵样本。

在昆士兰大学,我们从海海绵中提取了增强子DNA,并将其注入到斑马鱼胚胎的单个细胞中。我们发现,虽然海海绵增强子序列与斑马鱼增强子序列有很大不同,但它们仍然起作用:它们成功并始终如一地推动了荧光蛋白在某些类型的斑马鱼细胞中的表达。

基于计算预测,我们还从人和小鼠中鉴定并测试了类似的增强子,以显示这些序列在发育过程中驱动相似斑马鱼细胞类型中荧光蛋白的表达。

我们发现,尽管由于数百万年的进化,海绵和人类的遗传序列之间存在差异,但我们可以鉴定出一套相似的基因组指令,以控制两种生物体中的基因表达。

这是什么意思

我们的发现代表了在理解我们的基因组和身体特征之间的联系方面的一项基本发现。

众所周知,很难找到,研究和理解负责控制基因表达的DNA部分。尽管它们构成了人类基因组的重要组成部分,但研究人员才刚刚开始了解这种遗传“暗物质”。

这项工作正在帮助我们学习“阅读”和理解人类基因组,这一过程异常复杂。进一步了解我们的基因如何运作也将帮助我们了解疾病的出了什么问题。对基因组的进一步了解也将有助于我们了解动物如何进化。

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