日本：科学家研究表观遗传对整个基因组的影响

在多细胞生物中，表观遗传学解释了为什么每种类型的细胞在形状和功能上都不同，每种细胞都有着不同的指令子集。细胞也将表观遗传调控作为一种“免疫系统”，抑制被称为转座子的破坏性“跳跃基因”的活动，否则它们会在基因组中跳跃并威胁其完整性。

科学家们仍在努力解开细胞用来精确控制基因活动的许多通路。现在，来自冲绳科学技术大学院大学（OIST）的研究人员通过观察植物细胞如何抑制转录，发现了解开这个谜团的线索。他们最近发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的发现，精确地指出了以前未知的DNA片段，这些片段因表观遗传调控而沉默，其中许多基因源自转座子。

这项研究提供了一个关于细胞如何以及在哪里抑制整个基因组转录的全面观点，重要的是，研究人员发现这种沉默对于确保参与发育和应激反应的基因正常发挥作用至关重要。在转录过程中，一段DNA被复制到RNA中。通常，这些RNA转录体被用来制造蛋白质。細胞可以通过在DNA或包装DNA的组蛋白上添加化学标签来促进或抑制转录，这些标签可以告诉细胞哪些RNA转录物最终成为蛋白质以及产生的数量。

这种水平的精确控制对于管理转座子是至关重要的。研究人员介绍说，转座子是基因组中的寄生虫，它们以牺牲机体为代价来促进自身的表达，当转座子活跃时，它的基因序列被用来制造一种蛋白质，这种蛋白质可以将转座子移动到基因组中的不同位置，就像剪切、粘贴或复制、粘贴的计算机功能一样。

转座子通常是沉默的，因为他们的活动可以禁用重要的基因。但有时，在压力下，植物会重新激活转座子，因为它们是基因变异的来源，可能产生有益的突变，使植物适应变化的环境。

这项研究的最终目标是确定细胞可以如何识别和调节转座子，这可能有助于更好地理解植物如何应对环境变化，例如全球变暖、干旱和土壤中的养分降解，从而有助于开发出能够抵抗各种胁迫的新作物。

来源：冲绳科学技术大学院大学