在胚胎发育过程中，基因的启动和关闭受到调控。基因动态给不同细胞赋予了不同的特性，让胚胎发育成为比例恰当的健康动物。Fgf8是这一过程中的关键基因之一，它编码一个关键信号因子，控制着四肢生长和大脑不同区域的形成。 日前，欧洲分子生物学实验室EMBL的研究人员，确定了在哺乳动物胚胎发育过程中控制Fgf8表达的调控模块，阐明了这一系列调控元件（增强子）控制Fgf8的机制。文章于二月二十八日发表在Cell旗下的Developmental Cell杂志上。这项研究强调了，基因组结构对于基因调控的重要性。 研究人员发现，在一个基因组大区域聚集着一系列Fgf8增强子，虽然其间也穿插着一些不相关的基因，但这些调控元件只对Fgf8起作用。这些元件的序列和排列在进化中非常稳定，这说明了它们的重要性。研究显示，选择性改变这些调控元件的相对定位，会改变它们对Fgf8的作用，从而极大地影响胚胎发育。 “我们发现，这一基因组区域中的复杂组织形式，是Fgf8调控的关键方面，”领导这项研究的François Spitz说。“特定调控元件对Fgf8的影响，取决于该元件的特殊位置，而非这个元件的序列。这说明该区域中，启动子对基因的影响并不依赖特定的识别标签，而是与定位有关。”文章提出，该基因组区域的结构，控制着区域中调控元件的内在活性。 科学家们仍在深入研究这一调控的详细分子机制。他们认为，很可能在特定条件下，DNA的3D折叠能使调控元件彼此组合，并与Fgf8接触以激活或阻止基因表达。该研究所强调的基因调控层次往往容易受到忽视，这些调控元件并不与拥有相应序列的特定基因一一对应。在这里，基因组的局部组织形式和DNA的3D折叠实际上更为重要，它们不仅控制着调控元件的活性，也介导了调控元件与目标基因的接触。 DNA的3D结构如何调节基因组元件的相互交流，又对基因表达调控有何具体影响，这些还有待进一步研究。这些将帮助我们深入理解，基因组重排怎样影响上述3D调控网络，并由此引发相应疾病和畸形。 |
