西班牙巴塞罗那基因组调控中心近日公布了一项备受关注的研究成果——研究人员构建了首个覆盖多类真核生物的跨物种染色质图谱，系统揭示了基因调控机制在进化中的演变规律。通俗来说，团队发现，细胞开启基因表达的“开关信号”在长达20亿年的演化过程中几乎保持不变，而关闭基因的“沉默机制”却在不同生命谱系中演化出截然不同的模式。相关成果已发表在最新一期《自然·遗传学》上。

研究团队对多个过去几乎未被系统研究的真核生物类群开展了染色质分析，研究对象涵盖变形虫、真菌、植物、藻类、单细胞捕食生物以及动物等多个重要类群。

在细胞内部，DNA缠绕在组蛋白上，形成染色质。附着于组蛋白上的多种化学标记，就像一套“分子开关系统”，决定哪些基因会被读取和表达，哪些基因会被关闭或沉默。以往，科学界对这一基因调控机制的认识，主要来自少数模式生物，而地球生命丰富的生物多样性长期未被充分纳入研究范围。

此次，研究团队借助自主开发的iChIP2技术，对12种具有代表性的真核生物进行了系统的染色质分析。结果显示，负责启动基因表达的染色质特征，在不同生命形式之间呈现出高度一致性。这表明，这一基因开启机制很可能早在约20亿年前真核生物共同祖先时期就已经形成，并在后续漫长的生物进化过程中被持续保留。相比之下，负责关闭基因的染色质调控方式则展现出明显差异——不同生命谱系在演化过程中，分别发展出各自独特的分子策略，以调控基因表达并维持基因组稳定性。

论文通讯作者对此作出了一个形象的比喻：生命在开启基因时，使用的是一套高度保守的“共同语言”。无论是人类、海葵，还是生活在土壤中的变形虫，细胞启动基因表达的机制几乎如出一辙。但在关闭基因以及抑制转座子等基因组元件时，不同生命谱系却逐步演化出了各不相同的“调控语言”。

研究团队认为，这种差异很可能与生命体和转座子之间长期存在的“进化博弈”密切相关。转座子，也被称为“跳跃基因”，能够复制自身并插入基因组的新位置，有时会干扰基因组的正常运行与稳定性。为了限制这些“不安分”的遗传元件，不同生命分支在长期演化中逐渐形成了不同的抑制与防御机制。

这项研究不仅有助于深入理解地球生命基因组演化和表观遗传调控的历史，也有望为基因调控异常相关疾病的研究提供新的思路。与此同时，团队开发的iChIP2技术也将帮助科学家进一步解析不同生命形式究竟是如何精细调控自身基因组的。