研究发现小鼠和人类调节X染色体失活的机制不同

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    [生物通讯]约翰·霍普金斯大学的研究人员在8月期的《美国人类遗传学杂志》（American Journal of Human Genetics）上报道，小鼠中一个被认为保持一条X染色体打开的基因在人体中却没有这样的功能。

    McKusick-Nathans遗传医学研究院的Barbara Migeon博士表示，这项发现恐怕要使这个功能存有争议的基因再次变得扑朔迷离。Nathans的实验室于2001年发现了这个基因的人类版。她的实验室还将对该基因的搜索从X染色体扩大到人体细胞中其它22对染色体，她补充说。

    哺乳动物中，雌性继承来的两条X染色体中总有一条在胚胎发育过程中要被关闭，以免产生危险的双倍量蛋白质。一个称为Xist的基因无可非议地被认为起着关闭小鼠、人类以及其它哺乳动物中X染色体的作用。由于所有细胞都需要有一条有活性的X染色体，因而Xist无论是在携带两条X染色体的雌性还是携带X和Y染色体各一条的雄性中，都必需有一条X染色体上的Xist基因被抑制。而究竟是哪个或哪些基因负责抑制Xist还是一个谜，Migeon说。

    就小鼠而言，研究人员一致将矛头指向了Tsix 基因，因为Tsix 对Xist 有抑制作用，且它自己也仅在活化X染色体上表达。然而，Migeon 和她的研究小组对各个胚胎发育阶段的人类细胞进行研究之后，发现人的Tsix 却恰恰与Xist一样，仅在非活化的X染色体上表达。这两个基因携手在非活化X染色体上表达，直到出生，出生后不知何故Tsix就逐渐消失了。

    “这个差异真是令人惊讶。”Migeon说。Migeon同时也是一名小儿科教授。“在小鼠实验中，研究人员已经证明，Tsix 就是哺乳动物抑制Xist 活性，使X染色体保持活性的基因，但我们的研究也清楚地显示，这个理论并不适用于人类。”

    Migeon 认为，小鼠的Tsix 与遗传印迹有关。遗传印迹是一种细胞根据两个拷贝的等位基因来自父本还是母本来决定中哪个表达，哪个不表达的方式。在小鼠中，胎盘中哪条X染色体失活早就被印迹了：打开的永远是来自母体的X染色体。然而在其它胚胎组织中，哪条X染色体失活则完全是随机的：来自父本和母本的X染色体都有可能打开。而在人类中，所有组织的X染色体失活都是随机的－－包括胎盘组织。

    “人和小鼠的Tsix基因存在很大差异。”Migeon解释说。“人类Tsix中序列的差异以及缺失的区域是研究小鼠Tsix基因作用的一个窗口，找到这些差异有助于解释为什么这个基因在人类中有不一样的功能。”

    关于人类的Tsix基因还存在太多未知数，包括它在人类中的功能－－如果它确实有什么功能的话。然而，Migeon情愿将这些谜团留给其他研究人员来解答，她更愿意选择继续从事已进行了30年的探索人类发育过程中的X染色体失活的研究。

    “我们期望着在其它染色体上能够找到一个以随机方式关闭Xist的基因。”Migeon说。“很难想象X染色体上的一个基因如何可以自己调节同一染色体上Xist基因的功能。”

    为追捕抑制Xist功能的“真凶”，Migeon和她的同事正在研究三体型人类细胞－－即除23对染色体外还多了一条染色体拷贝的细胞。这些细胞中，如何Xist抑制基因是位于具有3个拷贝的染色体上，那么X染色体失活就肯定会出现异常，Migeon解释说。

    这项研究由美国国家卫生院资助。研究作者为Migeon、Catherine Lee、Ashis Chowdhury和 Heather Carpenter，他们全部来自约翰·霍普金斯大学。

消息来源：约翰·霍普金斯大学医疗机构

生物通摘译自BIO.COM