一个令人惊讶的发现挑战了科学家们对 DNA 甲基化的认识

DNA 携带生命指令,但其他分子系统有助于确定如何使用这些指令。对海葵的新研究揭示了其中一个系统的意想不到的作用。 DNA 通常被描述为生命的蓝图,但只有当有人知道如何解读它时,蓝图才有用。横跨[...]

来源:SciTech日报

DNA 携带生命指令,但其他分子系统有助于确定如何使用这些指令。对海葵的新研究揭示了其中一个系统的意想不到的作用。

DNA 通常被描述为生命的蓝图,但只有当有人知道如何解读它时,蓝图才有用。在整个动物王国中,附着在 DNA 上的化学标记有助于控制遗传指令的使用方式,影响从发育到细胞功能的一切。一项新的研究表明,其中一个标记——DNA甲基化——可能是为了一个与科学家曾经假设的完全不同的目的而进化的。

研究人员对海葵进行研究后发现,去除其大部分 DNA 甲基化对正常发育几乎没有影响。相反,这一变化暴露了基因组中潜伏的隐藏威胁:被称为“跳跃基因”的移动遗传元件。这些发现指出了 DNA 甲基化作为基因组防御系统的古老作用,并揭示了表观遗传变化有时如何从一代传递到下一代。

充满潜在问题的基因组

DNA 甲基化是动物中最普遍的表观遗传机制之一。它的工作原理是在 DNA 上附加小的化学标签,在不改变基因序列本身的情况下影响基因的行为。

在哺乳动物中,大多数表观遗传标记在受精后(当精子和卵子融合时)被消除。这种广泛的重置有助于确保后代以基本干净的表观遗传板开始发育。然而,许多无脊椎动物,包括蠕虫、珊瑚、海葵和海胆,似乎缺乏这种广泛的重编程过程。

为了进行研究,科学家们将目光转向海葵(Nematostella vectensis),这是一种简单的海洋动物,在动物进化中占有重要地位。

意外的结果

最大的影响出现在其他地方。甲基化的丧失激活了隐藏的“跳跃基因”,也称为转座元件或“自私基因”,嵌入在活跃基因中。