人造HOX基因集群：细胞如何“记住”它们在身体中的位置？
2024-06-24 18:13:25 发布
纽约大学的科学家们在《科学》杂志上发表了一项突破性研究，他们利用合成DNA技术成功创建了一种人造HOX基因集群。这项技术揭示了HOX基因如何指导细胞在生物体内正确定位，从而构建出有序的组织和器官。
HOX基因是生物体发育过程中的关键“建筑师”，它们决定了细胞如何沿着生物体的前后轴移动并形成特定的身体部位。这些基因的精确调控对于生物体的正常发育至关重要，任何失调都可能导致癌症、出生缺陷或流产。
然而，HOX基因的研究一直充满挑战。它们紧密地聚集在一起，形成一个基因簇，周围缺乏其他基因，形成了所谓的“基因沙漠”。这种独特的结构使得常规的基因编辑手段难以对其进行研究。
在这项研究中，研究人员通过合成大鼠的HOX基因DNA，并将其精确地送入小鼠多能干细胞中，成功地模拟了HOX基因的作用。这一跨物种的方法不仅帮助科学家区分了合成DNA和天然细胞，还为研究HOX基因如何在细胞中“记住”它们的位置提供了新的视角。
研究人员发现，HOX基因簇的紧凑结构是细胞能够解码并记住其在生物体内位置的关键。这一发现证实了长期以来关于HOX基因功能的假设，并为理解不同物种形态多样性的内部机制提供了新的线索。
这项研究不仅加深了我们对HOX基因功能的理解，而且为未来在动物发育和人类疾病研究中应用合成DNA和人工HOX基因铺平了道路。随着我们对这些基因如何在生物体内发挥作用的理解不断深入，我们有望开发出新的治疗策略，以应对由HOX基因失调引起的各种疾病。