近日,中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所原生动物学团队高凤教授课题组在Science Advances(《科学进展》)杂志发表了题为“Soma-derived 30-nt small RNAs are coupled with chromosome breakage and precisely target nontransposon DNA against elimination in Euplotes vannus”(扇形游仆虫中母本体细胞系来源的30nt小RNA与染色体断裂偶联并精确靶向非转座子DNA序列使其保留在子代体细胞核中)的研究成果。该研究以海洋纤毛虫为模式材料,鉴定了一类在有性生殖时期特异性合成的小RNA,系统阐明了这类小RNA的来源、加工机制及其在维持基因组稳定性中的关键作用,为理解真核生物中小RNA介导的跨代遗传信息传递提供了全新视角。
转座子普遍存在于真核生物基因组中且占比丰富,其在生物多样性的形成与演化过程中发挥了至关重要的作用。但转座子对基因组的完整性与稳定性存在威胁,因此大多数真核生物进化出了小RNA介导的转录及转录后沉默机制来实现转座子的抑制。纤毛虫原生生物作为一类古老但高度特化的单细胞真核生物,采用了一套更为激进的策略:将生殖系基因组和体细胞系基因组“装”进两种不同的细胞核(即生殖核与体细胞核),转座子只保留在转录沉默的生殖核里,而在有性生殖的体细胞核发育过程中直接从体细胞核基因组中删除,即在基因组水平进行抑制。有关该过程的研究对于转座子的起源、调控机制和演化过程的理解具有重要的科学意义,但相关的分子机制依然大量不明。
高凤教授课题组前期与合作者一起,以纤毛虫模式生物—第四双小核草履虫为材料,解析了多梳蛋白抑制复合体PRC2、配子特异性因子GTSF1等关键蛋白偶联小RNA在转座子识别和删除过程中的作用机制(Nucleic Acids Research,2024; Cell Reports,2022)。为了更好地了解真核生物转座子调控的分子机制和演化过程,高凤教授带领课题组成员建立了海洋纤毛虫新模式体系——扇形游仆虫(Euplotes vannus)(SCIENCE CHINA Life Sciences, 2025; Molecular Ecology Resources,2019)。
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