参与基因调控的细胞过程可能出乎意料地复杂。基因的表达——基因活性的时间、地点和程度——是所有生物学的基础，但令人惊讶的是人们对其了解甚少。

我们的研究小组最近发表的一篇论文产生了与答案一样多的问题，但对基因功能混乱背后的可能机制给出了一些解释。值得注意的是，考虑到我们通常资助和支持科学研究的方式，这项发表的研究不应该存在。

复杂性和遗传调控

生物复杂性——我们周围极其复杂和错综复杂的生活世界——是由规则和特异性驱动的。

本质上，多细胞生物体中的每个细胞都具有相同的一组基因，称为基因组。细胞具有独特的身份(使皮肤细胞成为皮肤细胞而不是肌肉细胞)是它们打开或关闭的特定基因组。这个监管过程极其具体，但又令人沮丧地混乱，并且遵循着错综复杂的规则网。

这种复杂性使得基因活性调控的细节成为现代生物学的一大未知数。

在我们的论文中，我们探讨了染色体如何物理相互作用和共享信息，这种共享如何显着改变基因表达，以及这种改变如何在个体之间发生巨大变化。所有这三点都解释了基因表达的一些复杂性，但在传统的基因调控模型中，这三点在很大程度上都被忽略了。

遗传学家被告知染色体是独立的，不会改变彼此的表达，并且个体之间的基因表达是相似的。除非他们不是，他们确实是，但事实并非如此。

染色体通讯

在称为横传的过程中，成对的染色体物理耦合，改变它们所含基因的表达。我们利用一种不寻常的遗传情况研究了果蝇中的现象，这种情况是通过将一系列染色体与小的遗传缺失配对而创建的，这些缺失使带有野生功能性染色体的基因失活。

其他实验室已经表明，染色体配对是正常基因调控和发育的一部分。但与我们研究中类似的配对错误确实会发生，并且它们至少会导致一种人类癌症。

转传是一个广泛的过程，也是基因调控隐藏的复杂性的有力例子。

这也是一个研究的例子，如果没有一些不寻常的方向和托马斯·梅里特(本文的合著者)在开始自己的实验室之前得到的指导，我们就不会进行这项研究。

当梅里特在石溪大学进化遗传学家WaltEanes的实验室工作时，我们的横传项目开始时是一个失败的实验。作为果蝇代谢相互作用研究的一部分，梅里特编辑了一个基因以产生特定水平的蛋白质活性。虽然编辑有效，但蛋白质和基因活性水平远高于预期。实验失败了。

幸运的是，伊内斯明确指导他指导下的研究人员关注意外情况，包括失败的实验，并利用它们作为质疑假设的机会。

二十年后，与其他科学家一起工作，我们仍然在遗传学中发现新的并发症。

失败的实验和科学假设

最初的实验失败了——但这样做的原因非常有趣。那次失败的实验以及随后的一系列研究表明，遗传学家通常认为的“独立”染色体实际上是通过直接的物理连接相互作用的。

那次失败的实验揭示了一个复杂的监管控制世界。基因不仅具有极其复杂的开关，而且这些开关有时会跨染色体或在染色体之间起作用。

如果处理得当，实验室中的这些意外失败促使我们质疑导致意外结果的假设。在这里，失败的实验迫使我们重新思考染色体的独立性。

我们的进一步研究探讨了这种遗传对话是如何动态变化的、如何响应环境而变化以及个体之间的差异。

个体差异

允许多细胞性的动态基因调控和个体变异也是疾病和个体的核心因素。例如，为什么有些人(而不是其他人)对癌症治疗有反应，甚至首先成为癌症的受害者?

更好地理解个体差异是我们论文的主要进展之一。知道染色体之间的通讯量在个体之间存在很大差异，我们的工作开始揭示这种变异背后的基因和机制。

这些是朝着更全面地了解基因调控和导致癌症等疾病的错误调控迈出的重要一步。

动态科学

当科学家突破界限并探索时，科学就会进步，而不是当我们重复或胆怯地向前迈进时。我们常常试图避免或防止失败。资助机构也可能会犹豫是否资助被视为有风险的项目。

科学需要一种提倡冒险和探索意外的文化。

虽然我们求助于科学来解决新出现的危机，但我们并不支持必要的科学发展。想想日益频繁的气候灾难、养活不断增长的全球人口的挑战、持续的全球流行病和癌症。

所有这些问题都需要科学资助机构应该承认和支持的新颖的解决方案和动态的方法。

理解上的突破需要动态科学和科学家的支持，他们可以探索、提出不寻常的问题，甚至偶尔会在实验室中失败。有时，实验最重要的结果是它迫使我们提出的问题。

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