Science小脑的遗传控制元件首次被锁定了

时间：2021-08-05 00:00:00 来源：网络整理

哺乳动物器官的发育是由许多不同基因精细调节的激活和复杂的相互作用控制的，也被称为基因表达网络。“尽管对小脑发育基因表达的研究已经相对较好，但其基因控制仍然难以捉摸，”海德堡大学分子生物学中心的Henrik Kaessmann说。在目前的研究中，研究人员在细胞水平上绘制出了小鼠小脑整个发育时期中所有活性基因的控制元素。他们使用了最先进的单细胞测序技术来完成这项任务。

在这些数据和生物信息学分析方法的基础上，他们能够解码控制所有细胞的基因表达网络，从而控制小脑的发育的调控程序。研究人员确定了超过20万个控制元素，其中大多数对单个细胞类型和发育阶段具有高度特异性。然而，这些元素中的一些在多种细胞类型中被激活，特别是在发育的早期阶段。

为了了解这些基因调控程序的进化过程，研究人员将小鼠的研究结果与负鼠的相应数据进行了比较。负鼠是一种有袋类动物，与老鼠或人类等哺乳动物有共同的进化祖先，可追溯到近1.6亿年前。根据Kaessmann教授的说法，这种比较揭示了不同细胞类型之间共享的时间模式。Henrik Kaessmann研究小组的博士研究员Ioannis Sarropoulos解释说:“随着发育的进展，每种细胞类型的基因调节程序在物种之间的偏差越来越大。”

研究人员解释说，在单个细胞类型的水平上，这些发现进一步支持了19世纪关于胚胎发育的一个开创性假设:

德国博物学家卡尔·恩斯特·冯·贝尔(1792-1876)观察到，不同类型的脊椎动物的胚胎越年轻，就越难以区分，因此指出了脊椎动物胚胎发育的逐渐分化。

研究结果发表在《Science》杂志上。

Ioannis Sarropoulos, Mari Sepp, Robert Frömel, Kevin Leiss, Nils Trost, Evgeny Leushkin, Konstantin Okonechnikov, piyush Joshi, peter Giere, Lena M. Kutscher, Margarida Cardoso-Moreira, Stefan M. pfister, Henrik Kaessmann. Developmental and evolutionary dynamics of cis-regulatory elements in mouse cerebellar cells. Science, 2021; eabg4696 DOI: 10.1126/science.abg4696

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