科技日報北京8月3日電 （記者 張佳欣）西班牙巴塞羅那基因組調控中心構建了首個覆蓋多類真核生物的跨物種染色質圖譜，系統揭示了基因調控機制的演化規律。研究發現，細胞開啟基因的“開關信號”在20億年進化中幾乎未變，而關閉基因的“關閘機制”卻在不同生命譜系中演化出截然不同的方案。相關成果發表於新一期《自然·遺傳學》。

　　研究團隊對多個此前幾乎未被研究的真核生物類群進行了染色質分析，涵蓋變形虫、真菌、植物、藻類、單細胞捕食生物及動物等多個類群。

　　在細胞中，DNA纏繞在組蛋白上形成染色質，附著在組蛋白上的化學標記如同“分子開關”，決定哪些基因被讀取、哪些基因保持沉默。過去，科學家對這一調控機制的認識主要來自少數模式生物，地球生命的大部分多樣性尚未被納入研究。

　　此次，團隊利用自主開發的iChIP2技術，對12種具有代表性的真核生物開展染色質分析。結果顯示，負責啟動基因表達的染色質特征在不同生命形式之間表現出高度一致，表明這一機制可能早在約20億年前真核生物共同祖先時期就已形成，並被后續生命演化長期保留。但負責關閉基因的染色質調控方式卻表現出顯著差異，不同生命譜系在演化過程中形成了各自獨特的分子策略，以控制基因表達並維持基因組穩定。

　　論文通訊作者表示，無生命開啟基因時使用的是一套高度保守的“共同語言”。無論是人類、海葵還是土壤中的變形虫，細胞啟動基因表達的機制幾乎完全一致。但在關閉基因以及抑制轉座子等基因組元件時，不同生命譜系卻演化出了各自不同的“調控語言”。

　　團隊認為，這種差異可能與生命體和轉座子之間長期存在的“進化博弈”有關。轉座子又稱“跳躍基因”，能夠復制並插入基因組新的位置，有時會擾亂基因組穩定性。為了限制這些遺傳元件，不同生命分支逐漸發展出不同的抑制機制。

　　這項研究有助於理解地球生命基因組演化，也可能為研究基因調控異常相關疾病提供新思路。團隊開發的iChIP2技術還將幫助科學家進一步解析不同生命形式如何調控自身基因組。