DNA無法解釋所有遺傳生物特征
- 發(fā)布時間:2015-04-04 01:30:34 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
科技日報北京4月3日電 (記者常麗君)英國愛丁堡大學一項最新研究顯示,代代之間遺傳下來的特征并非只取決于DNA,還可以由細胞中的其他物質(zhì)來攜帶。如組蛋白上的標記構(gòu)成了獨立的表觀遺傳信息。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《科學》雜志上。
科學家在細胞中發(fā)現(xiàn)一些稱為組蛋白(histones)的蛋白質(zhì)控制著基因的打開和關(guān)閉,其本身并非遺傳編碼的一部分,而是像線軸一樣,讓DNA纏繞其上卷成染色質(zhì)。DNA是所有遺傳信息的倉庫,染色質(zhì)還是調(diào)控信息的倉庫,調(diào)控信息是加在組蛋白上的共價標記,這些標記決定著組織和器官的特殊基因表達模式,也會傳遞給下一代細胞,以保持它們的一致性。
據(jù)物理學家組織網(wǎng)4月3日(北京時間)報道,研究人員用酵母菌進行了實驗,這些酵母菌有著和人類細胞相似的基因控制機制。他們模擬自然發(fā)生的改變,把這些改變引入酵母菌的組蛋白,使其關(guān)閉了附近的基因,結(jié)果這種效果就被酵母菌細胞遺傳給了其后代。
實驗顯示,一種染色質(zhì)的組蛋白標記就像遺傳信息一樣,可以遺傳給多代細胞。而且標記的遺傳是獨立的,不依賴于DNA序列、DNA甲基化或RNA干擾。因此,組蛋白標記構(gòu)成了真正的表觀遺傳信息。
組蛋白自然發(fā)生改變會影響它們控制基因的方式,而這種控制方式的改變也可以代代相傳,從而影響著哪些特征可以傳下去。這證明了科學家們長期以來的一個預期,通過某些改變,可以在代際之間控制基因。但研究人員還指出,這一過程的普遍性還需進一步觀察。
研究人員說,他們的發(fā)現(xiàn)首次證明了DNA并非遺傳特征的唯一原因,有助于深入研究這種方法在自然界是怎樣以及何時發(fā)揮作用的,它和特殊的生物特征或健康狀態(tài)是否有關(guān)等。同時也把研究帶到了新的問題領(lǐng)域:由環(huán)境條件造成的組蛋白變化,如壓力或飲食,是否會影響遺傳給后代的基因功能。
該研究負責人、愛丁堡大學生物科學院教授羅賓·奧謝里說:“我們確切無疑地證明了構(gòu)成染色體的組蛋白軸中發(fā)生的變化,可以在代際之間復制和遺傳。這一發(fā)現(xiàn)肯定了遺傳特征可以是外成的這一觀點,意味著它們并非只來自基因的DNA變化?!?/p>
總編輯圈點
自DNA“遺傳密碼”的角色被定格的那天開始,幾乎所有解碼“火力”都集中在這三個大寫字母上,最近幾十年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的成果多集中于此。文中成果“首次證明了DNA并非遺傳特征的唯一原因”,讓我想起一個謎面:一張白紙上只有一個黑點,問猜謎人能看到什么?絕大多數(shù)人的答案是——黑點,極少數(shù)人的答案是——黑點和周圍的一大片白色地帶。生命科學有趣之處在于,了解的越多,越發(fā)現(xiàn)對其知之甚少。好在科學家“欲壑難填”,人類早晚有把自己搞清楚的那一天。
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