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垃圾DNA赋予了我们现代子宫,通过一次巨大的基因剪切和粘贴操作

了解转座子驱动的基因重编程如何影响现代哺乳动物的妊娠以及发育背后的基因。

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新闻:一项新分析发现,控制现代哺乳动物妊娠发育的许多基因都受到一种神秘的基因元件的控制,这种元件被称为转座子,长期以来被称为“垃圾DNA”。 结果表明,胎盘子宫并非逐渐进化而来,而是源于一次大规模的、由转座子驱动的基因重编程。原理:

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  • 研究团队研究了负鼠的子宫DNA,负鼠是一种有袋动物,在受孕两周后分娩,并在育儿袋中庇护其发育中的幼崽,并将它们与犰狳和人类的细胞进行比较,两者都在富含营养物质的胎盘内孕育孩子直到足月。 犰狳和人类的子宫细胞比负鼠多出1500多个活跃基因。

  • 进一步研究发现,这些基因中的大约13%在基因组上非常接近于一种特定的转座子,这种转座子特有于胎盘哺乳动物。 转座子的起源,这些跳跃的基因元件似乎随机地复制和插入到其宿主基因组中,至今仍不清楚,它们的用途长期以来一直不透明,直到最近才被称为“垃圾DNA”。 我们现在知道它们在激活和破坏基因表达方面起着重要作用。

  • 研究人员观察到的特定转座子实际上使子宫细胞对激素孕酮敏感,促进细胞发育形成胎盘,保持基因不被关闭,并影响现代胎盘妊娠的许多其他变化。

未来展望: 如此关键的基因,在现代哺乳动物妊娠中受到这些神秘跳跃元件在多个层面上控制,而这些元件可能在多年前就剪切和粘贴到基因组中,这是一个新的发现,研究人员的主要信息是,基因的逐步修饰并不是进化的唯一途径。 未来的工作可能会调查转座子控制妊娠的不同层面,以及进一步研究转座子参与进化的其他领域。参考文献: Lynch, et al. Transposon-mediated rewiring of gene regulatory networks contributed to the evolution of pregnancy in mammals. Nature Genetics (2011) doi:10.1038/ng.917 发表于2011年9月25日。

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