副突变(paramutation)是对孟德尔遗传定律的一个挑战。它指的是一个等位基因可以使其同源基因的转录产生稳定且可遗传的变化,即一个等位基因被另一个等位基因在转录水平上沉默,并且这种能力可以遗传给后代。虽然研究者们曾怀疑这可能涉及表观遗传修饰,但自20世纪50年代该现象被提出以来,科学家们一直期待能在分子水平上解释这一奇怪的现象。
副突变现象存在于几种植物中,在玉米的多个基因中尤为明显。在这种现象中,只有特定的正常等位基因才被称为能产生副突变的等位基因,当在相同的基因组中存在另一种特殊的致副突变的等位基因时,它会发生不可逆的变化。
玉米中b1基因座受独特的回纹重复序列(tandem repeat)调控。Mop1(副突变调节因子1)基因是副突变所必需的,并且mop1的突变会恢复被沉默的Mutator元件。携带mop1基因突变的植株还会随机表现出多向性发育表型。
在7月20日的《自然》杂志上,来自亚利桑那州立大学和Duquesne大学的研究人员公布了mop1基因(一种RNA依赖型RNA聚合酶基因)的定位克隆结果。该基因与植物中参与siRNA生成的RDRP(RNA依赖型RNA聚合酶)非常相似。
细胞核分析结果揭示,b1副突变所需的回纹结构由双链转录而来,但检测不到siRNA。研究人员推测,Mop1 RDRP是维持重复RNA阈值水平所必需的。(生物通记者杨遥)