Nature : 先有功能还是先有结构?早期胚胎用“超级转录”颠覆认知

时间:2025-08-21

生命是如何从一个单细胞开始的?这个问题自古以来就充满了哲学与科学的魅力。在现代生物学的显微镜下,我们得以窥见这一过程的壮丽序章:受精之后,来自父母的两套遗传物质相遇,旧有的结构被大规模地 格式化 ,一套全新的生命程序即将启动。在这个关键的 重启 过程中,细胞核内的遗传物质 DNA,并非一团杂乱的线麻,它被精心折叠和组织,形成复杂而有序的三维结构,即染色质架构(chromatin architecture)。这种结构决定了哪个基因在何时何地被唤醒。

然而,在哺乳动物早期胚胎中,一个奇特的现象发生了:常规的染色质结构,如拓扑关联结构域(Topologically Associating Domains, TADs),暂时消失了。这好比一座宏伟的建筑,其内部所有的房间隔断都被拆除,变成了一个空旷的大厅。与此同时,胚胎自身的基因组开始被激活(Zygotic Genome Activation, ZGA),以前所未有的强度进行转录,仿佛一场盛大的交响乐在空旷的大厅中奏响。

这便引出了一个核心的谜题:在一个结构尚未成型的 施工现场 ,胚胎如何精确地指挥基因的表达?这种大规模的基因 开机 过程,与染色质结构的重建之间,究竟是怎样的关系?它们是彼此独立的事件,还是相互交织、共同谱写生命的序曲?

8月13日,《Nature》的研究报道 Establishment of chromatin architecture interplays with embryo hypertranscription ,为我们揭示了这幕生命大戏中一个前所未见的情节。研究人员发现,在小鼠早期胚胎中,一场惊人的 超级转录 (hypertranscription)不仅是基因表达的需求,它本身就是一位临时的建筑师,主动塑造了初生的基因组结构,形成了一种独特的、瞬时存在的功能模块,从而确保生命程序能够稳定而精确地启动。

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