Capn3a突变体具有基因补偿效应 课题组 供图

　　浙江在线杭州4月4日讯（浙江在线记者 曾杨希 通讯员 柯溢能）4月4日，国际顶级学术期刊《自然》在线报道了来自浙江大学陈军教授和彭金荣教授课题组关于基因的新发现：生命中存在一种“遗传补偿效应”，即当某种基因突变发生失去功能时，生命体会启动一套程序提高其它基因的工作效率，以弥补基因功能丢失带来的损失。这一发现为疾病治疗打开了一条全新思路。

　　“这就好像一个工厂的岗位空缺出来，中介需要找到其他人员来完成相关工作。”课题组相关负责人表示。

　　那么，在生命体内，哪些基因会得到“补偿”？其分子机制究竟是什么呢？

　　在生物体内，如果基因是生产说明书，那么蛋白质就是生产线上的产品，表型则是各种蛋白质执行不同功能后呈现的生命特征，比如身体长短、皮肤颜色。研究基因和表型之间的对应关系，科学家们得以揭示生命的奥秘。

　　近年来，不少科学家发现，对同一基因采用敲低（敲低是定向减少携带遗传信息的RNA，从而减少蛋白质合成）或者敲除（敲除对特定基因序列进行操作，让其失去功能）两种方法，产生的表型完全不一样。

课题组交流（资料图） 通讯员 卢绍庆 摄

　　在研究中，彭金荣实验室发现，斑马鱼中存在一种钙调蛋白酶（Capn3a），会影响其肝脏发育。当用基因敲低的方法时，斑马鱼的肝脏就比正常的斑马鱼小。而把这个基因敲除，斑马鱼的肝脏发育反而完全正常。 “敲除突变体长出正常的肝脏，说明可能是遗传补偿效应在起作用。”马志鹏推测说。

　　怎样的突变，才能引起遗传补偿效应呢？

　　为了回答这两个问题，陈军课题组科研人员继续在斑马鱼开展大量的对比实验，发现只有无义突变才能激活遗传补偿效应。同时，他们通过向斑马鱼体内导入外源DNA构建转基因，同样也能激活体内遗传补偿效应，即外源导入的转基因只要带有无义突变和同源序列，就可以提高体内具有同源序列的基因表达。

　　这些实验证明，无义突变和同源序列是遗传补偿效应的两个先决条件。

　　生物学的中心法则是这样的：遗传信息从DNA转录到mRNA，最后通过翻译形成蛋白质。然而，当无义突变发生时，负责转录遗传信息的mRNA便会产生错误编码，成为无义突变mRNA，将终止翻译过程，提前结束了蛋白质合成。

　　接下来，课题组还发现，以前一个功能不明的上游移码蛋白，正是参与遗传补偿的重要成员。它能将一部分突变mRNA带去“认亲”，提高其他家族基因（所谓家族基因，就是基因序列相似，编码功能相近蛋白质的基因）的表达，由此便实现了生命的“及时止损”与“补偿”。

　　就人类而言，在正常人群的基因组中存在着大量携带有纯合无义突变的基因，其中有些基因的错义突变会引起严重的人类遗传疾病，例如帕金森、白血病、脊柱侧弯等。陈军课题组推测，这可能是遗传补偿效应导致了这些疾病。陈军表示，针对错义突变引起的人类遗传疾病，可以通过敲除此基因，或转入带有无义突变的同源DNA，激活人体内“遗传补偿效应”治疗疾病。