英國生物信息學(xué)研究所EMBL-EBI和德國Max Planck免疫表觀遺傳學(xué)研究所MPI的研究人員發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞同時調(diào)節(jié)多種不同基因活性的方式。這一研究成果發(fā)表在Science雜志上，揭示了性別差異背后的重要機(jī)制，顛覆了此前的普遍觀點。該研究分析了果蠅調(diào)控一系列重要基因的機(jī)制。雌性果蠅擁有兩個X染色體，而雄性只有一個，這就需要避免雌性X染色體上的基因產(chǎn)生兩倍于雄性相應(yīng)基因的蛋白。研究人員發(fā)現(xiàn)，雄性果蠅通過使其X染色體基因產(chǎn)量翻倍來避免上述情況，在雄性果蠅體內(nèi)一個表觀遺傳學(xué)酶使成千上萬的不同基因產(chǎn)量翻番。“想象一下，你有成千上萬不同大小、不同形狀半滿的玻璃杯，”在EMBL-EBI領(lǐng)導(dǎo)該研究的Nick Luscombe說。“現(xiàn)在要將它們同時裝滿，這可是一個相當(dāng)復(fù)雜的機(jī)制。”研究人員需要檢測表達(dá)量提高的信號來研究基因的表達(dá)量，在絕大多數(shù)這類研究中，基因表達(dá)升高的系數(shù)都在10到100之間，而在這項研究中這一信號只有2。要檢測這樣微弱的信號是并不容易，研究人員對數(shù)百個基因進(jìn)行了大量研究和生物信息學(xué)分析。

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研究人員發(fā)現(xiàn)H4K16（組蛋白H4賴氨酸16）的高度乙酰化，使單條雄性X染色體上的基因轉(zhuǎn)錄翻倍。對RNA聚合酶II進(jìn)行定量發(fā)現(xiàn)，結(jié)合到雄性X染色體的RNA聚合酶II是結(jié)合到雌性X染色體上的兩倍。這意味著兩性之間的差異來源于轉(zhuǎn)錄的起始階段，當(dāng)聚合酶結(jié)合DNA時。這與科學(xué)界中的普遍觀點不同，此前人們普遍認(rèn)為性別差異相關(guān)的調(diào)控機(jī)制是在轉(zhuǎn)錄過程中開始的。發(fā)現(xiàn)雄性X染色體基因雙倍表達(dá)機(jī)制帶了深遠(yuǎn)的意義，在這一機(jī)制中組蛋白乙酰化修飾廣泛影響了染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)了對RNA聚合酶II功能的控制。這是人們發(fā)現(xiàn)一個直接而清晰的機(jī)制，將組蛋白修飾與控制成千上萬基因表達(dá)的聚合酶活性起來。研究人員計劃繼續(xù)深入研究這種廣泛調(diào)節(jié)機(jī)制中的各種因素，并分析這一機(jī)制如何與細(xì)胞其他遺傳信息微調(diào)方法協(xié)同起作用。

來源：生物通