無義突變與“遺傳補償效應(yīng)”

馬志鵬，陳軍

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無義突變與“遺傳補償效應(yīng)”

馬志鵬，陳軍

浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與保護教育部重點實驗室，杭州 310058

“遺傳補償效應(yīng)”(genetic compensation response, GCR)是近年來在斑馬魚()中最先描述的一個遺傳現(xiàn)象，是指當敲低某一個基因時有明顯的表型，但此基因的敲除遺傳突變體由于其他基因的上調(diào)反而沒有表型。這種基因敲低和敲除表型上的差異并非斑馬魚所獨有，在擬南芥()、小鼠()等模式生物中都觀察到此種現(xiàn)象。這種奇怪的現(xiàn)象一直困擾著基因功能研究。2019年4月3日，同時在線發(fā)表兩篇論文揭示了其中的奧秘，其中一篇來自于本實驗室，另一篇來自于德國Stainier實驗室。利用斑馬魚或小鼠培養(yǎng)細胞的不同基因的遺傳突變體為模型，兩個實驗室分別證明無義突變與核酸序列同源性是激活遺傳補償效應(yīng)的兩個先決條件；無義mRNA介導(dǎo)的降解途徑參與激活遺傳補償效應(yīng)；同時還觀察到補償基因的高表達與其轉(zhuǎn)錄起始位點處的組蛋白H3K4me3修飾相關(guān)。本文具體介紹了這兩篇研究論文中提出的“遺傳補償效應(yīng)”分子機制的異同，以期為克服遺傳補償效應(yīng)給基因功能研究帶來的障礙提供新的思路和方法。

遺傳補償效應(yīng)；無義mRNA介導(dǎo)的降解途徑；表觀遺傳學(xué)修飾

生命中的遺傳物質(zhì)DNA時時刻刻都會受到損傷的威脅，這些威脅有來自于內(nèi)在的因素，如細胞分裂、正常細胞代謝產(chǎn)生的活性氧；也有來自于外在因素，如紫外及離子輻射、化學(xué)誘變劑等。每個細胞的基因組DNA每天會遇到差不多104次損傷。……