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中科院植物所阐明重复基因表达分化分子机制

来源:中国科学报 2016-04-20 20:49

中国科学院植物研究所孔宏智研究组对重复基因表达分化的模式、过程和机制进行了研究,并取得重要突破。相关论文日前在线发表于《植物生理学》。

研究人员以拟南芥中的APETALA1(AP1)和CAULIFLOWER(CAL)基因为例进行了研究,这两种基因在表达的时、空、量上均有差异,且差异与其调控区一些转录因子结合位点的存在与否有关。在众多的转录因子结合位点中,AP1调控区的一个位点是导致两个基因表达分化的重要原因。该位点使AP1既能自调控、又能被CAL调控,从而能够长时间维持较高的表达水平。

通过进化分析,研究人员发现该自调控位点是在拟南芥和琴叶拟南芥的最近共同祖先中获得的,是对祖先基因中个别碱基的修饰。研究还发现,AP1和CAL在调控元件上的差异是逐渐积累的,前者在保留祖先所有转录因子结合位点的同时获得了新的调控元件,而后者在进化的早期就丢失了多个转录因子结合位点。

该研究结果不仅阐明了AP1和CAL表达分化的分子机制,而且揭示了调控元件和表达模式进化的过程和特点。特别值得一提的是,该研究表明重复基因的表达分化其实是一个非常复杂的动态过程,不能用简单的经验模型来解释。研究结果对于理解基因表达进化的模式和机制具有重要意义,同时为深入理解重复基因的表达分化提供了新的思路。(生物谷 Bioon.com)

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