新技术使果蝇突变率大增，推动遗传学进步

一种新技术，TF-High-Evolutionary（TF-HighEvo），能够对多细胞生物中的从头突变进行大规模评估。该技术由欧洲分子生物学实验室（EMBL）和马克斯·普朗克学会的弗里德里希·米歇尔实验室的研究人员合作开发，为基因调控网络的进化动力学以及其在塑造生命多样性中的作用提供了新的见解。

该论文在《分子生物学与进化》杂志上发表了。

基因调控在生物体的发育和进化中起着关键作用，转录因子（TFs）是控制基因表达的重要组成部分。传统上，对于黑腹果蝇（通常称为果蝇）遗传变异的研究依赖于固定的遗传变异（即已经存在的突变）。

与细菌等单细胞生物不同，细菌繁殖迅速且突变率高，果蝇的繁殖和突变率较低，这导致在短时间内无法对从头突变进行研究。

此外，在所有已研究的生物中，大多数遗传变异出现在基因组的调控区域，而非基因里。

理解这些调控区域中突变的影响尤其困难，因为基因突变的影响能够被预测。

TF-HighEvo 方法通过大幅提高果蝇的突变率来应对这些挑战；关键在于，它是以通路特异性的方式进行的。

这种新方法使得研究人员能够通过把突变体附着在控制基因表达的转录因子（TFs）上，来研究新生突变，进而探究这些遗传变化怎样影响性状。

该方法融合了在体内将转录因子与激活诱导脱氨酶（AID）相结合的优点，能够在果蝇整个调控网络的转录因子结合位点达成连续的种系突变。

在他们的研究中，研究人员表明，表达 TF-HighEvo 构建体的果蝇种群积累突变的速率高于自然种群中的速率。这些突变聚集在靶向的 TF 结合位点周围，导致了与标记的 TF（Bicoid 和 Distal-less）的发育作用相符的不同形态表型。这些因素分别参与了果蝇的早期胚胎发育和附肢生长。

“这种方法是一种具有变革性的方法，”图宾根马克斯·普朗克学会弗里德里希·米歇尔实验室的首席研究员之一路易莎·帕拉雷斯博士说。“这将为果蝇实验进化开辟前所未有的方式。通过让我们大规模探索突变情况，TF-HighEvo 使我们能够评估表型变异的遗传基础以及特定途径如何进化。”

这项研究的意义不止于果蝇，因为开发的方法能够应用于其他多细胞生物。以可控方式诱导和研究从头突变的这种能力，将有助于更深入地了解发育和进化的遗传基础，有可能为进化、发育和合成生物学中的未来生物学问题提供相关信息。

此外，已有六项诺贝尔奖被授予给涉及果蝇的研究，突显了果蝇研究对我们理解遗传学、发育和生理学的重大贡献。

随着国际上对模型系统中基因扰动影响的理解不断加深，TF-HighEvo 方法在该领域作为一项重大进展崭露头角。这种方法将强化对基因调控的研究，并有助于更广泛地知晓基因变异如何导致进化适应。