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X染色体遗传学如何成为平等主义者

来源:网络整理 编辑:一起游戏网 时间:2019-03-19
导读: 在细胞生物学中,男性和女性是不平等的:男性有X染色体,而女性有两个。我们怎样才能解决这个差异?来自瑞士日内

在细胞生物学中,男性和女性是不平等的:男性有X染色体,而女性有两个。我们怎样才能解决这个差异?来自瑞士日内瓦大学(UNIGE)的遗传学家转向了一些可追溯到20世纪60年代的历史研究,以逐一对皮肤和血细胞进行测序。他们观察了女性的第二条X染色体是如何逐渐失活的,以避免过量的由X编码的基因。他们还发现几个基因绕过了这种失活,这种失活根据细胞的组织和生命阶段而变化。UNIGE研究解释了男性和女性之间关于遗传性疾病的不平等。您可以在期刊PNAS中阅读有关结果的所有信息。

X染色体遗传学如何成为平等主义者

DNA由基因组成,然后在最终被翻译成蛋白质之前由RNA表达。因此,RNA是我们细胞中存在的蛋白质的中间产物。“我们的实验室设计了一种开创性技术,称为单细胞等位基因特异性RNA测序,这意味着RNA分子可以首次逐个细胞进行测序,而不是整个组织进行测序,”该部门研究员Christelle Borel解释说。联合国教科文组织医学院遗传与发展研究所。这个详细的分析可以用来量化每个细胞单独发生的情况,然后依次进行基因分析。

由医学院名誉教授Stylianos Antonarakis领导的研究小组调查了女性的两条X染色体中的一条的随机失活,这是1960年由Mary F. Lyon发现的。这位英国研究员是第一个证明女性有两条X染色体的人,与男性不同,其中一人通过纠正基因剂量的机制保持沉默,补偿了女性存在的基因额外副本的存在。 X染色体。然而,在20世纪90年代,科学家发现失活的X染色体中的一些基因避免了这种失活。但是怎么样?

逐渐逐个细胞灭活

UNIGE研究人员对5个不同女性的935个皮肤细胞和48个血细胞进行了测序,以便他们更详细地分析这种现象。“我们首先将细胞个体化,并确定每个细胞中表达的基因,”UNIGE医学院遗传与发育系前研究员,现在洛桑CHUV研究员Federico Santoni说。“然后我们对五位女性的基因组进行了测序,并通过生物信息学,我们能够确定每个细胞中的哪个X染色体被激活,哪个是沉默的。”

直到最近,实验技术还没有精确测量逃避失活的基因表达率所需的灵敏度。然而,现在,由于UNIGE开发的实验和生物信息学方法,遗传学家已经确定了55种这些基因,其中包括5种尚未知的基因。“我们的主要发现是,所有分析的细胞中没有X染色体是100%无活性的;不同细胞的比率因细胞而异,”Antonarakis教授继续说道。X染色体的失活由XIST基因的表达引发。“这个基因产生围绕两条X染色体之一的小RNA分子,迫使这条染色体上的基因保持沉默。我们已经证明,这种失活染色体上的XIST RNA分子越多,其基因就越沉默,反之亦然。

因此,XIST是女性细胞中两条X染色体之一失活的关键基因。但它不是唯一的一个。“我们第一次发现了其他五个在X染色体失活机制中发挥重要作用的基因,”Borel说。“这将有助于我们了解失活期间在分子水平上发生的情况。更重要的是,这意味着我们可以扩大调查范围,以了解更多关于各种疾病中男女之间差异的信息。”

X灭活:对遗传病的新认识?

有许多疾病是由位于X染色体上的基因引起的,如血友病,智力残疾综合征和发育障碍。“在我们的研究中,我们还发现X染色体失活根据细胞的不同生命阶段和细胞类型而变化,”Antonarakis教授补充道。“这可以解释患者之间某些疾病的严重程度,发病年龄以及为什么某些组织被疾病作为目标的差异。” 基于这些结果,研究人员将能够突出遗传疾病异质性背后的机制。

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