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      極性超顯性遺傳現象分子機制研究獲進展


      [日期:2015-10-27來源:   作者:2014127 閱讀: 次]

      20151021日,《美國科學院院報》(PNAS)在線發表了模式動物所朱敏生實驗室及合作實驗室的最新研究成果“Regulation of DLK1 by the maternally expressed miR-379/miR-544 cluster may underlie callipyge polar overdominance inheritance”。南京大學博士研究生高云倩、陳鑫為論文的第一作者,朱敏生教授為通信作者,南京師范大學陳華群教授等為合作作者。

      在遺傳學上,雜合子的適應性有時比純合子更強,父母平平,有時后代卻很強,這就是遺傳學中所謂的超顯性(overdominance)遺傳現象;有時雜合子的適應性與其染色體親本來源有關,如強弱不同的父母,其后代可強,但父母雙方都強,后代會弱,這就是所謂極性超顯性(polar overdominance)遺傳現象。1983年在美國發現一種公羊(SolidGold),其臀部和其他部分肌肉十分發達,且具有獨特的極性超顯性遺傳現象,這就是后來著名的“美臀羊”(Callipyge)。有研究發現,美臀羊是由于DLK1-Dio3 印記區CLPG點突變引起的,只有突變來自于父親的雜合體才出現美臀表型。長期以來,這種遺傳規律吸引著遺傳學家們的廣泛關注,人們一直希望能闡明這種遺傳方式的分子機制,但始終未能成功。

      DLK1-Dio3 印記區存在有一個miRNA簇(miR-379 cluster),研究人員推測母源miR-379簇可能是介導極性超顯性遺傳現象的關鍵分子。為驗證這一假設,作者以小鼠為模式動物,通過引入3lox P位點的方法,成功敲除了含50余個miRNA的小鼠基因簇,建立了穩定、純遺傳背景的基因敲除小鼠。該小鼠的臀大肌和其他肌肉都出現肥大、肌肉的快纖維比例增加,與美臀羊的肌肉特征非常相似。研究還發現,小鼠肥大肌肉中的DLK1蛋白表達量明顯升高,miRNA329 miR-379簇的成員)可以抑制其表達。鑒于DLK1具有促進肌肉肥大的功能,研究人員首先提出了一個美臀羊產生和極性超顯性的遺傳學模式 (如下圖)。該模式的發現,不但首先證實了表觀遺傳對經典遺傳遺傳性狀具有直接調控作用,同時也為超顯性、甚至雜交優勢的分子機制研究提供了一個全新思路。(來源:南京大學)

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