日本奈良尖端科学技术大学院大学的研究人员在《自然》杂志上发表了一项重要研究,揭示了动植物遗传过程中显性基因得以表达而隐性基因被抑制的分子机制。这一发现不仅深化了对孟德尔分离定律的理解,还为植物品种改良提供了新思路。
孟德尔分离定律指出,子一代通常只表现显性性状,而隐性性状被隐藏;子二代中显性和隐性性状均会分离出现。然而,隐性基因被抑制的具体机制长期未明。研究团队以日本土生油菜为模型,发现位于显性基因附近的某种基因指导合成了一种低分子核糖核酸(miRNA),该miRNA通过引导DNA甲基化修饰,使隐性基因的启动子区域发生甲基化,从而沉默其表达。这一过程类似于表观遗传调控中的RNA干扰机制。
研究负责人高山诚司教授此前在2006年已发现隐性基因因化学反应而失活,本次研究则进一步阐明了其被遏制的具体分子通路。研究小组推测,动物中可能存在类似的机制,这为跨物种的遗传调控研究提供了线索。
高山诚司指出,植物显性性状通常对应优势性状,如抗病性、高产等。基于此发现,未来可通过人工干预miRNA或甲基化修饰,定向激活或抑制特定基因,从而高效改良作物品种,例如增强抗逆性或提高产量。