一个由MRC医学科学实验室（LMS）的科学家组成的团队发现了此前未知的一种机制，这种机制控制着基因在胚胎发育过程中的“开启”和“关闭”。他们的研究揭示了发育胚胎中如何生成各种不同的细胞类型。
这项研究发表在《发育细胞》杂志上，由Irène Amblard博士和Vicki Metzis博士领导，来自发育与转录控制小组，并与LMS设施、染色质与发育组以及计算调控基因组学小组合作完成。
所有细胞都包含相同的DNA，但必须通过特定基因的“开启”和“关闭”——这一过程被称为基因表达——来形成不同的身体部位。例如，眼睛和手臂中的细胞虽然拥有相同的基因，但它们以不同的方式“表达”这些基因，从而形成各自的身体部位。
研究聚焦于Cdx2基因。Cdx2基因表达的持续时间决定了细胞在何时何地生成脊髓祖细胞。研究人员希望了解是什么过程控制了这一短暂的时间窗口。
研究团队发现了一个他们称为“衰减子”的DNA元件，它能够以时间和细胞类型特异性的方式降低基因表达——这不同于增强子或沉默子等其他类型的DNA元件，后者通常是广泛地开启或关闭基因。
通过改变这个元件，他们可以调节Cdx2基因表达的时间长短或强度，实际上就像一个“基因调光开关”。在小鼠胚胎中破坏这个“开关”也证实了其在塑造发育中的身体计划中的关键作用。
这一突破为可编程基因表达铺平了道路，提供了在空间和时间上精确控制基因活动的能力。这些发现不仅加深了我们对发育生物学的理解，还可能为针对非编码基因组的新治疗策略提供信息。
此类方法未来或许能实现选择性调整特定组织中基因表达的治疗手段，这对因基因失调引发的疾病具有重要意义。
Vicki强调了这一潜力：“我们感到兴奋的是，先前的研究表明我们的基因组可能包含许多不同类型的元素，这些元素可以精细调节基因表达，但它们并不容易识别。如果我们可以应对这一挑战，这将为通过在需要的时间和地点微调基因表达来治疗疾病提供巨大的潜力。”
这项研究增加了关于非编码DNA如何调控基因表达的工作积累——这一领域对医学有着深远的影响，从设计新的基因疗法到改进现有治疗方法都有重要意义。
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