Capn3a突變體具有基因補償效應 課題組 供圖

　　浙江在線杭州4月4日訊（浙江在線記者 曾楊希 通訊員 柯溢能）4月4日，國際頂級學術期刊《自然》在線報道了來自浙江大學陳軍教授和彭金榮教授課題組關於基因的新發現：生命中存在一種“遺傳補償效應”，即當某種基因突變發生失去功能時，生命體會啓動一套程序提高其它基因的工作效率，以彌補基因功能丟失帶來的損失。這一發現爲疾病治療打開了一條全新思路。

　　“這就好像一個工廠的崗位空缺出來，中介需要找到其他人員來完成相關工作。”課題組相關負責人表示。

　　那麼，在生命體內，哪些基因會得到“補償”？其分子機制究竟是什麼呢？

　　在生物體內，如果基因是生產說明書，那麼蛋白質就是生產線上的產品，表型則是各種蛋白質執行不同功能後呈現的生命特徵，比如身體長短、皮膚顏色。研究基因和表型之間的對應關係，科學家們得以揭示生命的奧祕。

　　近年來，不少科學家發現，對同一基因採用敲低（敲低是定向減少攜帶遺傳信息的RNA，從而減少蛋白質合成）或者敲除（敲除對特定基因序列進行操作，讓其失去功能）兩種方法，產生的表型完全不一樣。

　　課題組交流（資料圖） 通訊員 盧紹慶 攝

　　在研究中，彭金榮實驗室發現，斑馬魚中存在一種鈣調蛋白酶（Capn3a），會影響其肝臟發育。當用基因敲低的方法時，斑馬魚的肝臟就比正常的斑馬魚小。而把這個基因敲除，斑馬魚的肝臟發育反而完全正常。 “敲除突變體長出正常的肝臟，說明可能是遺傳補償效應在起作用。”馬志鵬推測說。

　　怎樣的突變，才能引起遺傳補償效應呢？

　　爲了回答這兩個問題，陳軍課題組科研人員繼續在斑馬魚開展大量的對比實驗，發現只有無義突變才能激活遺傳補償效應。同時，他們通過向斑馬魚體內導入外源DNA構建轉基因，同樣也能激活體內遺傳補償效應，即外源導入的轉基因只要帶有無義突變和同源序列，就可以提高體內具有同源序列的基因表達。

　　這些實驗證明，無義突變和同源序列是遺傳補償效應的兩個先決條件。

　　生物學的中心法則是這樣的：遺傳信息從DNA轉錄到mRNA，最後通過翻譯形成蛋白質。然而，當無義突變發生時，負責轉錄遺傳信息的mRNA便會產生錯誤編碼，成爲無義突變mRNA，將終止翻譯過程，提前結束了蛋白質合成。

　　接下來，課題組還發現，以前一個功能不明的上游移碼蛋白，正是參與遺傳補償的重要成員。它能將一部分突變mRNA帶去“認親”，提高其他家族基因（所謂家族基因，就是基因序列相似，編碼功能相近蛋白質的基因）的表達，由此便實現了生命的“及時止損”與“補償”。

　　就人類而言，在正常人羣的基因組中存在着大量攜帶有純合無義突變的基因，其中有些基因的錯義突變會引起嚴重的人類遺傳疾病，例如帕金森、白血病、脊柱側彎等。陳軍課題組推測，這可能是遺傳補償效應導致了這些疾病。陳軍表示，針對錯義突變引起的人類遺傳疾病，可以通過敲除此基因，或轉入帶有無義突變的同源DNA，激活人體內“遺傳補償效應”治療疾病。