打开网易新闻 查看更多图片

什么让我们与海胆有如此的不同?海胆只有一个NCoR基因,而人类有两个。

确定动物复杂性的基因 - 或什么使人类比果蝇或海胆更复杂 - 已被首次确定。

一种动物中的细胞如何显着地比另一种动物中的类似细胞更复杂的秘密机制似乎是由于蛋白质及其控制细胞核中的“事件”的能力。

朴素茅斯大学生物化学家科林·夏普博士及其同事的研究发表在PLoS One上。

夏普医生说:“大多数人都认为,哺乳动物和人类特别是比蠕虫或果蝇更为复杂,而不知道为什么,这个问题长期以来一直萦绕在我和他人身上。

“一个常见的复杂度测量是动物中不同细胞类型的数量,但很少知道在遗传水平上如何实现复杂性。基因组中的基因总数不是驱动因素,这个值仅在稍微不同多细胞动物,所以我们寻找其他因素。

Sharpe博士和MRes学生Daniela Lopes Cardoso从九个动物的基因组(从人类和猕猴)到线虫和果蝇的基因组询问了大量数据,并计算了遗传水平上的多样性。

他们发现少量的蛋白质与其他蛋白质和染色质相互作用更好,DNA在细胞核中的包装形式。

Sharpe博士说:“这些蛋白质似乎是动物背后巨大复杂程度的绝佳候选人。

“我们希望识别与DNA直接相互作用以调控其他基因的基因,但事实并非如此,我们确定了与”染色质“相互作用的基因

“我们的研究结果表明,某些蛋白质相互作用的能力增加,以调节细胞核中染色质的动态组织,作为动物复杂性的一个组成部分。

他说,结果很重要,因为生物医学科学家们依靠通过在动物中学习来更好地了解人类疾病。虽然这具有价值,但是有一个潜在的关注,即动物模型可能太简单而不能有用,在较简单的动物中看到的结果可能与更复杂动物中发生的事情无关。

了解动物如何组织在遗传层面上的内在差异以及对此的解释的限制,将为生物医学中适当的动物模型提供更合理的选择。

Sharpe博士和团队以前的研究发现,与诸如海胆相比,复杂动物(例如人类)中,由一种基因NCoR制成的蛋白质有三个因素更为多样:

  • 基因重复,尽管基因组中的基因总数没有显着变化,但一些特定基因重复一次或多次,例如海胆中有一个NCoR基因,另外两个在人类中。
  • 单一基因通常会产生多于一种的蛋白质。将基因连接到蛋白质的信使RNA(mRNA)可以通过“剪接”来处理以产生一系列不同的mRNA,每个mRNA编码相关但不同的蛋白质。例如,海胆基因只产生一种类型的RNA,而在人类中,NCoR2基因产生超过30种,每种RNA可能具有不同的功能。
  • 大多数蛋白质由具有特定功能的结构域组成。Sharpe博士和研究小组发现,与NCoR一起,从海胆中的一个增加到三个。