海德堡大学的分子生物学家在《Nature》发表了一项大规模的研究，对哺乳动物器官中基因表达的进化和调控产生了突破性的新见解。

科学家们研究了人类和其他有代表性的哺乳动物器官中的RNA合成和随后的蛋白质合成，借助测序技术，他们分析了来自不同器官的1000多亿个基因表达片段，证明，进化过程中两种合成过程的精细调节相互作用对形成器官功能至关重要。

大量基因之间复杂的相互作用——即基因表达——是器官功能的基础。”海德堡大学分子生物学中心（ZMBH）的“哺乳动物基因组功能进化”研究小组组长Henrik Kaessmann博士解释说。“到目前为止，我们对哺乳动物中这些基本遗传程序的理解仅限于基因表达的第一层——信使RNA的产生。下一层——通过翻译信使核糖体的蛋白质的实际合成——在很大程度上仍然是未知的。”

正是这第二个合成过程，海德堡的研究人员现在已经进行了更深入的研究。利用下一代测序技术，他们分析了两层不同器官的基因表达。他们研究了人类和其他哺乳动物的大脑、肝脏和睾丸，包括恒河猴、老鼠、负鼠和鸭嘴兽。ZMBH的Evgeny Leushkin博士解释说：“在这些数据的基础上，我们可以联合研究这两个基因表达层，并使用最先进的生物信息学方法在哺乳动物器官间进行比较。”

在他们的大规模研究中，ZMBH的研究人员表明，进化过程中两种合成过程的精细调节相互作用对形成器官功能至关重要。他们首次证明，除了对信使RNA的产生进行调控外，翻译层的其他调控机制对于优化所有器官中产生的蛋白质量至关重要。

在睾丸中尤其如此，那里的翻译调节是精子发育的关键。另一个重要的发现涉及进化过程中基因表达调控的突变变化。这些变化通常在两个层次之间得到平衡。相互抵消的变化主要是为了确保蛋白质的生产量一致。

原文检索：Transcriptome and translatome co-evolution in mammals

（生物通：伍松）