2024年3月6日,纽约大学的研究人员在Nature发表题为Synthetic reversed sequences reveal default genomic states的文章。
这篇论文研究了在不同物种中广泛存在的转录活动,以及这些基因组活动是选择效应还是“噪音”的结果。为了理解广泛的转录活动是否具有生物学意义,研究人员在酿酒酵母和小鼠的基因组中引入了一个合成的101 kb基因座,并对基因组活动进行了表征。该基因座是通过将人类HPRT1序列反向插入,包括其侧翼区域,从而保留了自然序列的基本特征,但消除了进化过程中形成的编码或调控信息。
研究人员观察到在酵母中,反向插入和原始HPRT1基因座都表现出广泛的活性,尽管缺乏进化形成的酵母启动子。相比之下,在小鼠胚胎干细胞中,反向插入基因座完全没有活性,而且显示出抑制性染色质标记。去除CpG二核苷酸的变异型基因座缓解了抑制性标记,然而,这种变异型基因座也是转录不活跃的。这些结果显示,缺乏编码信息的合成基因组序列在酵母中是活跃的,但在小鼠胚胎干细胞中是不活跃的。这与这两种不同的真核细胞类型之间的“默认基因组状态”存在重大差异,对于理解广泛的转录、基因信息的水平传递以及新基因的诞生具有重要意义。