发现将人类与果蝇分开的基因

确定动物复杂性的基因 - 或者是什么使人类比果蝇或海胆更加复杂 - 已经首次被确定。一种动物细胞如何比另一种动物中的类似细胞复杂得多的秘密机制似乎是由于蛋白质及其控制细胞核中“事件”的能力。该研究由生物化学家Colin Sharpe博士及其在朴茨茅斯大学的同事发表在PLoS One上。

夏普博士说：“大多数人都认为哺乳动物，尤其是人类，比蠕虫或果蝇更复杂，而不知道为什么。这个问题长期困扰着我和其他人。

“复杂性的一个常见衡量标准是动物中不同细胞类型的数量，但对遗传水平如何实现复杂性知之甚少。基因组中基因的总数不是驱动因素，这个值在多细胞动物，所以我们寻找其他因素。“

Sharpe博士和MRes学生Daniela Lopes Cardoso从九种动物的基因组中查询了大量数据 - 从人类和猕猴到线虫和果蝇，并计算了每种基因在遗传水平上的差异。

他们发现少数蛋白质与其他蛋白质和染色质相互作用更好，染色质是细胞核中DNA的包装形式。

“这些蛋白质似乎是动物复杂程度极大的优秀候选者，”夏普博士说。

“我们期望识别与DNA直接相互作用的基因以调节其他基因，但事实并非如此。相反，我们确定了与'染色质'相互作用的基因。

“我们的结果表明，某些蛋白质相互作用的能力增强，从而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依靠通过在动物身上研究它来更好地理解人类疾病。虽然这具有价值，但是潜在的担忧是动物模型可能过于简单而无法使用，在较简单的动物中看到的结果可能与更复杂的动物中发生的结果无关。

了解动物在基因水平上的组织方式的固有差异以及这种解释的限制，将为生物医学提供更合理的动物模型选择。

Sharpe博士和研究小组之前的研究发现，一个基因产生的蛋白质背后存在三个因素 - NCoR - 在复杂的动物如人类中比较多样化，例如海胆：

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，人类中有两个。

单个基因通常会产生多种蛋白质。将基因与蛋白质连接起来的信使RNA(mRNA)可以通过“剪接”进行处理，以产生一系列不同的mRNA，每种mRNA编码一种相关但不同的蛋白质。例如，海胆基因仅产生一种类型的RNA，而在人类中，NCoR2基因产生超过30种，并且每种基因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，NCoR的领域数量从海胆中的一个增加到人类中的三个。

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