您有没有想过为什么我们所有的细胞中都携带每条染色体的两个副本?在繁殖过程中，我们从父母双方各收到一份。这意味着我们还收到每个基因的两个副本或等位基因——每个染色体或亲本一个等位基因。

两个等位基因都能够产生信使RNA，这是制造蛋白质和保持细胞运转所需的配方。科学家推测每个基因有两个等位基因是细胞内置的冗余系统。如果其中一条染色体上携带的等位基因发生突变或信使RNA产量下降，第二条染色体上的等位基因将作为备份，能够产生足够的信使RNA输出以补偿损失第一个等位基因。这种冗余使我们人类能够在很大程度上抵抗隐性突变的影响。

然而，一类被称为单倍体不足基因的基因依赖于两个完整等位基因的连续表达。如果单倍体不足基因的一个等位基因受到损害，就会导致人类疾病。因此，推测细胞可能有一种特殊的“安全”机制来保护信使RNA的表达免受此类特殊基因的影响。由阿西法·阿赫塔尔(AsifaAkhtar)领导的《自然》杂志上的一项研究正是发现了这样的机制。

MSL2是一种表观遗传剂量传感器

研究人员发现，表观遗传调节因子MSL2保证了特定单倍体不足基因的两个等位基因的表达，从而确保了正确的信使RNA剂量。这一点至关重要，因为基因根据其表达的组织需要不同的剂量。通过MSL2，该团队首次鉴定出一种蛋白质，可以感知这些剂量敏感基因并确保它们在相关组织或组织中的双等位基因表达。发育阶段。

“我们一直想知道来自母亲的染色体上的基因拷贝是否可以与来自父亲的染色体上的第二个拷贝进行通讯。我们的发现意味着两个等位基因之间存在潜在的通讯，我们推测MSL2确保妈妈和爸爸可以互相交谈——至少在分子层面上。”弗莱堡马克斯·普朗克免疫生物学和表观遗传学研究所所长阿西法·阿赫塔尔(AsifaAkhtar)说。

用遗传技巧追踪等位基因调节因子

研究人员对保护单倍体不足基因的双等位基因表达的机制的发现着迷，研究人员研究了这种MSL2机制如何在分子水平上发挥作用。为了解决这个问题，团队使用了一个技巧。

该研究的第一作者YidanSun说：“我们将基因上相距较远的小鼠品种进行杂交，有点像吉娃娃与大丹犬的杂交。这使我们能够了解哪些等位基因是从母亲遗传的，哪些是从父亲遗传的。”论文，解释了等位基因特异性基因表达分析的方法。通过这种混合小鼠系统，研究小组可以分析单个等位基因的活性。

她补充道，“与表达数据分析的标准方法相反，在标准方法中，对两个等位基因的基因产物进行求和，这为我们提供了单独跟踪每个等位基因表达状态所需的分辨率。”

解决疾病的新治疗策略的未来

他们的实验表明，当杂交小鼠细胞中MSL2缺失时，某些单倍体不足的基因只能实现单等位基因表达。这意味着在哺乳动物细胞中，MSL2对于基因的双等位基因表达是必需的，确保它们的功能，从而确保生物体的整体健康。有趣的是，许多受MSL2调节的单倍体不足的基因与神经系统疾病有关。

“但是，为这一发现增添了一层迷人的内容是这些基因的组织和细胞类型特异性。从整个生物体角度来看，它让你想知道由表观遗传因子(例如MSL2)精心策划的后备系统是否可以解释为什么人们即使有相似的终生习惯，如吸烟或饮食，也会有不同的健康结果或疾病风险，”该研究的第一作者之一MeikeWiese说。

调节基因剂量的进化保守机制

“我的实验室开始研究果蝇的剂量补偿，即具有一条X染色体的雄性能够获得与具有两条X染色体的雌性相同水平的基因产物的过程。多年来，我们一直着迷于雄性果蝇如何实现这一目标。与具有两条X染色体的女性相比，只有一条X染色体的女性在产生相同的信使RNA方面具有双重职责，”AsifaAkhtar说。

“如果没有这种双倍剂量，雄性就会死亡!看起来这种策略已被哺乳动物巧妙地采用。我们的结果清楚地说明了相同的工具，如MSL2，如何在进化中再次使用来调节基因的剂量。基因剂量很重要，我们的研究为我们体内的细胞如何确保我们获得正确剂量的信使RNA提供了一个新的认识。”

真正令科学家兴奋的是，这一发现为深入了解细胞内基因剂量的调节开辟了新的方向。正如所揭示的，MSL2可能只是这种等位基因调节因子的一个例子，这表明存在其他发挥类似作用的因子。

这一新发现的知识对于理解疾病具有深远的影响，并有望开发出潜在的治疗方法。

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