来自 网上娱乐平台 2018-12-20 08:31 的文章
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新技术改写遗传规则 孟德尔被颠覆

  近日,发表在《Nature Biotechnology》杂志上的新研究介绍了一种新方法,这种方法可以改写染色体的分离规则,使整个基因组以非孟德尔式遗传。设计非孟德尔式遗传或将促进基因调控及合成生物学的研究发展及应用。

  研究人员以秀丽隐杆线虫为研究对象,通过操纵有丝分裂纺锤体来改变线虫的遗传模式,他们设计了一株能表达G蛋白调节因子1(GPR1)的线控制着纺锤体的张力),并以野生型线虫为对照组,利用实时显微镜来监测这两种线虫胚胎合子有丝分裂过程中染色体的分离。

  结果正如预想的那样,野生型胚胎形成了单一的双极纺锤体,按照孟德尔遗传规律产生了相同的子代细胞。相比之下,大多数表达GPR1的胚胎形成了两个单极纺锤体,且每组仅包含来自一个亲本的染色体,导致父本和母本的染色体被分离到不同的子细胞中。

  不过,值得注意的是,纺锤体的异常形成仅限在合子有丝分裂过程中,在随后的细胞分裂中又恢复正常。

  众所周知,线虫受精以后极体形成,雌雄原核融合后卵裂,第一次卵裂便是不对称的,它们未来的不同发育前景已被决定:产生一个前端的AB细胞和一个后端的P1细胞。AB细胞发育成体细胞,P1细胞发育成生殖系或一些特殊的体细胞。为了了解亲本染色体如何被分离到不同的细胞谱系中,研究人员将携带红色荧光标记的GPR1线虫与携带绿色荧光的线虫交配。

  通过观察子一代发现,有些线虫的所有组织中都有红色和绿色荧光;有些则只有红色荧光或绿色荧光,这意味着这些细胞中的DNA仅来自父本或母本,这是因为合子有丝分裂过程中染色体不平等分离所致。

  进一步观察发现,仅携带母本荧光标记的大部分细胞属于AB细胞系,而携带父本荧光标记的属于P1细胞系。由于生殖细胞仅来自于P1细胞系,所以作者认为子一代染色体的不平等分离导致了子二代以非孟德尔式遗传。最后,通过追踪等位基因的共分离,研究人员证实了整个基因组都采用了这种遗传模式,而不仅仅是单个基因。

  作者认为,这种新方法可用于一些新的研究中,例如特异性细胞谱系的敲除等,此外还可促进表观遗传信号和跨代遗传的研究发展。

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