基因的相互作用提供了新细胞类型如何进化的线索

巴斯大学的发育生物学家已经深入了解了一个基本基因家族如何在身体的不同部位和物种之间进行不同的相互作用，这可以提供有关新型细胞如何进化的线索。

来自日本两所大学的同事们与生物学和生物化学系的研究人员一起研究了一种称为SOX基因的重要调控基因家族如何影响斑马鱼和青fish鱼的细胞发育。

SOX基因存在于所有动物中，例如哺乳动物(包括人类)，爬行动物，鸟类，鱼类和昆虫，并且已知它们在脑细胞，干细胞和各种其他类型的特化细胞的发育中是至关重要的。来自他们的前体细胞。

大约有20个SOX基因编码称为SOX转录因子的蛋白质。这些通过附着DNA链来控制基因的开启和关闭，控制附近基因的活动。

揭示这些基因如何发挥作用对于理解身体如何产生不同的细胞类型以及对其失败的疾病具有重要影响。例如，SOX10长期以来与不能制造黑素细胞和神经元的疾病相关，例如Waardenburg综合征和先天性巨结肠症。

研究小组对这两种鱼类中色素细胞发育过程中SOX蛋白如何相互作用感兴趣。斑马鱼有三种类型的色素细胞，称为黑素细胞，虹膜细胞和黄色细胞，而Medaka有三种类型，另外一种叫做leucophores;这些细胞一起构成了这些和其他鱼类的重要且通常是美丽的色素图案。

他们研究了由SOX10和SOX5基因编码的两种SOX蛋白，这两种蛋白参与两种物种的色素细胞发育。

他们发现，在两种物种中，SOX10对于开发它们共有的三种类型的色素细胞至关重要，而SOX5略微下调了SOX10对斑马鱼中所有三种色素细胞的作用，以及对于青白细胞和青霉素中的鸢尾属细胞的作用。

然而，在青fish鱼中，SOX10和SOX5以完全不同的方式起作用，通过合作抑制白细胞的形成，并促进黄原胶的形成。

该研究发表在PLOS Genetics上。

负责巴斯大学研究的Robert Kelsh教授说：“个体细胞如何成为特定细胞类型，来自可能成为任何东西的前体细胞，是发育和干细胞生物学中的一个基本问题。

“我们长期致力于SOX10，显示其在帮助制造许多特化细胞类型方面的重要作用。我们开始研究SOX5的作用，因为该基因已被证明可与SOX10一起使用，但方式不同。研究表明，这些转录因子是以特定环境的方式起作用 - 在一些细胞类型中它们共同作用，在其他细胞类型中SOX5拮抗SOX10。对于黑素细胞，这种拮抗作用与哺乳动物的作用相同。但真正令我们惊讶的是SOX5和SOX10如何以相反的方式相互作用来控制黄色素的发育。

“我们看到相同的蛋白质在不同的情况下根据不同的情况一起工作 - 所以发生了什么?我们认为这可能与一种新型色素细胞类型的演变有关 - 在青白中反射的白细胞 - 我们之前的工作表明，遗传水平我们可以认为leucophore是一种被修饰成反射的黄色小球。我们推测这可能与黄原胶形成过程中SOX5和SOX10之间关系的变化密切相关。但究竟为什么，以及究竟如何这项工作，我们不知道 - 这是我们调查的下一个谜!“

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