中国学者破解生命应对基因“无义突变”之谜

浙江大学陈军教授和彭金荣教授课题组通过破解生命体“遗传补偿效应”的分子机制，为多种遗传性疾病提供了潜在治疗途径。相关研究成果于4日在线发表于国际顶级学术期刊《自然》杂志。

研究人员介绍，生命中的遗传物质DNA时刻都会受到损伤威胁，每个细胞的基因组DNA每天会遇到约一万次的损伤。“遗传补偿效应”指在某一基因受到损伤、发生突变并彻底失去功能后，生命体采用相应机制，提高其他基因的表达来代替这一基因的功能。然而，长期以来科学界对“遗传补偿效应”是怎样起作用的分子机制却知之甚少。

研究人员通过实验证明，无义突变和同源序列是“遗传补偿效应”的两个先决条件。其中，无义突变是指从DNA中转录出来的mRNA由于突变形成提前终止密码，进而提前结束了蛋白质合成。

“比如降低一个控制羽毛色泽基因的表达，小鸟的羽毛会变得暗淡无光，但如果彻底去掉这个基因，小鸟依旧能发育出绚丽的羽毛。我们认为这个控制羽毛色泽的基因发生了无义突变，‘遗传补偿效应’发挥了作用。”陈军说。

通过研究实验，课题组首次揭示“遗传补偿效应”引发、逐步形成直至发挥效应的分子机制，并精准定位了诱导“遗传补偿效应”的中介蛋白。“就像一个工厂的岗位空缺出来，需要中介来找到其他人员来完成相关工作。阻断中介的工作，就阻断了‘遗传补偿效应’的发生，这一发现对于后继基因功能研究工作具有重要意义。”陈军说。

此外，“遗传补偿效应”分子机制的发现对于揭示基因功能研究以及疾病治疗具有重要的价值。陈军表示，这项研究为一些人类遗传疾病提供了新思路，未来通过激活人体内“遗传补偿效应”或可成为新型治疗手段。