Cell子刊:直观展现单细胞的X染色体失活

【字体: 时间:2014年01月22日 来源:生物通

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  科学家们开发了一种新小鼠模型,能够在单个细胞的水平上,直观展现母源/父源X染色体的失活模式。

  

生物通报道:科学家们开发了一种新小鼠模型,能够在单个细胞的水平上,直观展现母源/父源X染色体的失活模式。

在雌性真兽类哺乳动物(eutherian)的细胞中,两条X染色体有一条失活。这些动物可以通过这一机制,对基因组约4%的基因表达进行表观遗传学调控。杂色猫的毛色可以展现X染色体的失活,不过人们还不清楚这种失活机制是怎样影响疾病和发育的。

现在,Johns Hopkins大学医学院的Jeremy Nathans领导研究团队建立了转基因小鼠模型,可以在单个细胞的水平上定量展现X染色体的失活模式。这一成果发表在Cell旗下的Neuron杂志上。

为了建立这一小鼠模型,研究人员将细胞核定位的两种荧光报告基因(绿色的荧光蛋白GFP和红色的荧光蛋白tdTomato),插入到X连锁的Hprt基因座,这些报告基因的表达受到Cre的诱导。他们令两种荧光标记的小鼠进行杂交,使其后代的雌性小鼠拥有带两种荧光的X染色体,一个是绿色一个是红色。

随后,研究人员通过组织特异性的启动子来激活Cre的表达,以便选择性地分析细胞中的红绿荧光。他们在中枢神经系统的多种细胞中,分析了X染色体的失活模式,还通过Norrie病模型研究了视网膜血管病变的X染色体失活情况。研究显示,不同的组织或细胞之间,X染色体的失活模式差异很大。

研究人员指出,X染色体失活模式的改变,可以为中枢神经系统引入生物多样性,同时也可能引起一些X连锁疾病(例如视网膜病变)。

“在大脑之中,多样性是最重要的问题,”Nathans介绍到。他指出,多样的基因表达模式,可以帮助大脑处理信息。

作者在文章中强调,这种小鼠模型可以用于多种研究。例如,可以在小鼠的发育过程中,观察X染色体失活的模式。也可以对X染色体发生突变的细胞进行分选,比较它们与正常细胞的基因表达情况。

下一步,Johns Hopkins大学的科学家们将继续探索X染色体失活的发生机制及其对生物学过程的影响。

 

生物通推荐原文:

Cellular Resolution Maps of X Chromosome Inactivation: Implications for Neural Development, Function, and Disease

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