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在染色体的 Ultraconserved 要素: 他们是否是不可缺少的?

Published on September 5, 2007 at 10:34 AM · No Comments

三年前, “ultraconserved 要素”在鼠标、汇率和人染色体被发现了。

这些是脱氧核糖核酸顺序长期 200 个基本对长度或 -- 一些 700 基本在三个种类中的对长的显示的 100 百分比身分。 他们从鼠标、汇率和人的最后公用祖先完全被保存了,居住相当的 85 百万年前。

这些和其他高度被保存的顺序认为仍然存在用很少或不更改,因为他们是不可缺少的,执行发挥作用对生活能力或再生产至关重要。 能源部染色体组的分部的科学家劳伦斯伯克利国家实验室和母鹿的联合染色体学院下决心通过设计四个不同 “knockout”鼠标检验此假设,缺乏一个所选的 ultraconserved 要素的中的每一个。

如果正确地不可缺少,缺乏一个 ultraconserved 要素的鼠标应该中断或无法生产可行的子孙。 卓越,研究员在 9月报告, 2007 PLoS 生物的问题, knockout 鼠标在此研究中没有显示几乎不良后果。

“为我们,这是一个确实惊奇的结果”, Nadav 伯克利实验室的染色体组的分部和母鹿的 JGI,导致这个实验的一位人力遗传学家 Ahituv 说。 “我们充分地期望通过显示发生了什么展示重要角色这些 ultraconserved 要素作用,当他们失踪。 反而,我们的 knockout 鼠标不是不仅可行和肥沃,但是显示重要反常性在增长、长寿、病理学或者新陈代谢”。

爱德华鲁宾,联合染色体学院和伯克利实验室的染色体组的分部的主任,处理这个研究,说, “许多科学家推测顺序的绝对身分的原因 80 百万年从人和啮齿目动物分流了是这些顺序是关键的在生活: 如果基础更改,这个有机体将中断,因此是我们为什么不看到绝对在这些地区上的顺序变化。 此研究的结果明显地向显示这不是实际情形。 当我不认为时我们可以认为,我们用 ultraconserved 要素创建被删除的鼠标请是正常的,我们可以确信地认为, ultraconserved 要素的出现没有对于这个有机体的生活能力是必需的”。

某些在人、汇率和鼠标的 481 个 ultraconserved 顺序是编码序列,对蛋白质编码的基因,但是在一半,被命名 noncoding 的 ultraconserved 要素,不是。 由伯克利实验室研究员和他们的同事的早先研究建议了这些 noncoding 的顺序的重要作用在基因管理规定; 因为他们操作促进基因表达式他们叫作 “改进物”。

对此研究这个小组特别地选择四个 ultraconserved noncoding 的要素,想法是,当变化导致严重发展反常性或生育力问题附近的基因的改进物。

例如, noncoding 的 ultraconserved 要素第 467 (uc467) 有在人、鼠标和汇率中是相同的 731 个基本对顺序; 它是一个最长在我们的染色体内的所有 ultraconserved 要素。 Uc467 认为是 ARX 的改进物,当有缺陷在鼠标,干扰男性性发展并且导致致死的脑子反常性的基因和在人导致各种各样的神经学和性发展紊乱。

使用标准鼠标基因工程技术,研究员准备 knockout 鼠标,缺乏其中一个选择的 ultraconserved 要素的每个类型四条线路。

“我们知道击倒基因导致摧毁效能或性反常性在鼠标,并且有时其他问题”, Ahituv 说。 “如此我们预计缺乏认为调控的 ultraconserved 顺序的鼠标这些基因将导致一种近似结果: 摧毁效能或不育”。

而不是期望的猛烈结果,然而,全部四条线路生产了健康鼠标正常废弃物。 他们的重量在 10 个星期是正常的监控期间; 鼠标被注意六个月 (并且现在,许多长期注意) 和不仅生存了,但是兴旺了。 他们从属于对许多临床检验没有反常性的符号,并且重大的区别与通配型的控制没有比较。

“有高度保存顺序执行重要功能”的大量证据 Ahituv 说。 “的确,找出由演变是没有变化的 noncoding 的顺序是一个主要工具科学家使用查找在染色体的重要功能元件”。