三篇文章聚焦等位基因的隨機表達

　　我們是二倍體。這意味著我們的每個常染色體基因有兩個拷貝，一個來自母親，另一個來自父親。遺傳學家過去認為，絕大多數人類等位基因在細胞內是均等表達的。幸虧有了新一代測序技術，我們對基因表達的認識才大大改變。通過RNA-seq，我們能夠了解究竟是母親還是父親的基因拷貝得到了表達。最近，多篇關于單細胞轉錄組學的文章發表。

　　這篇文章于1月份在《Science》雜志上發表。作者發現，在小鼠發育的多個階段普遍存在“隨機的單等位基因表達”。這幫助解釋了為何雙胞胎有時在生物學和外形上會明顯不同，以及一些遺傳疾病由共同的異常基因引起，但為何不同個體會表現出不同的疾病嚴重程度。

　　Ludwig癌癥研究所的研究人員對混合背景下(CAST/EiJ × C57BL/6J)小鼠植入前胚胎的單個細胞進行了等位基因表達分析。他們發現，大量(12-24%)常染色體基因存在單等位基因表達，且兩個等位基因的表達獨立發生。單等位基因表達是隨機且動態的，因為近親的胚胎細胞也存在相當大的差異。作者總結道，獨立且隨機的等位基因轉錄在哺乳動物細胞中產生了大量隨機的單等位基因表達。

　　這個主題的研究仍在繼續，最近又有兩篇有關隨機單等位基因表達的文章發表。它們都發表在《Developmental Cell》雜志上。

　　在這項研究中，冷泉港實驗室的研究人員通過等位基因特異的RNA測序，比較了小鼠胚胎干細胞(ESC)和神經前體細胞(NPC)在發育過程中的單等位基因表達的動力學。他們在ESC和NPC中分別鑒定出67和376個隨機單等位基因表達的常染色體基因，發現一旦分化，數量增加5.6倍。

　　研究人員還發現，特定的組蛋白修飾(而不是甲基化)似乎能區分活躍和不活躍的等位基因。有趣的是，在發生單等位基因表達的基因中，有8% 提高了自身的表達水平，以彌補蛋白產量的不足。他們推測，細胞可能需要較多這些基因的蛋白產物。

　　這項研究由法國的一個研究小組開展。他們研究了不同F1小鼠(129Sv x CAST vs B6 x CAST)的同一發育階段。這篇文章的一些結論與上一篇文章相同，如隨機單等位基因表達在分化過程中發生。

　　不過，這兩篇文章的結論也有一些差異。例如，一旦建立，單等位基因的狀態會高度穩定。而且，這一篇文章認為，DNA甲基化和H3K27me3在隨機單等位基因狀態的維持上起作用。有趣的是，這兩篇文章都沒有討論技術誤差對單等位基因表達的可能影響。而在之前那篇《Science》文章上，作者發現技術bias(如樣品制備)對單等位基因表達存在巨大影響。