DNA所編碼的基因是所有生物包括從酵母到人類生存和繁衍所必需的基礎(chǔ)，可是基因只占我們DNA的2%。實(shí)際上，基因組超過(guò)2/3的都是“自私自利”的，只顧自己復(fù)制，被稱作“寄生基因”。它們廣布在植物、真菌和動(dòng)物的基因組中，它們可以從基因組中的一個(gè)位置跳換到另一個(gè)位置，雖然它們對(duì)于基因組的多樣性變化很重要，但是它們也可能會(huì)引起致命突變或者是不育。就像細(xì)菌進(jìn)化出CRISPR/Cas9系統(tǒng)來(lái)鑒定和清除病毒的DNA，避免病毒的DNA污染它們的基因一樣，真核生物也進(jìn)化出各種各樣保護(hù)基因組和沉默這些“寄生基因”的策略。一些調(diào)節(jié)性的小RNA承擔(dān)了許多這樣的基因組保護(hù)的職責(zé)，根據(jù)這個(gè)機(jī)制我們也發(fā)展出了很多生物技術(shù)。

piRNA路徑是維持動(dòng)物基因組完整性的一條重要路徑，這套系統(tǒng)會(huì)在生殖細(xì)胞中激活，并利用piRNA和Argonaut蛋白沉默“寄生基因”的轉(zhuǎn)錄。IMBA的Brennecke實(shí)驗(yàn)室一直在使用新一代測(cè)序技術(shù)在果蠅中研究以RNA為基礎(chǔ)的自我監(jiān)控機(jī)制，piRNA與沉默基因高度相似，所依存在“先有蛋還是先有雞？”的困境：piRNA是怎么從它們所需要沉默的基因來(lái)的？在zui近Brennecke實(shí)驗(yàn)室在《Nature》上發(fā)表的論文，他們不僅解決了這個(gè)難題，而且還闡述了一條全新的基因表達(dá)機(jī)制。

這條發(fā)現(xiàn)的途徑中的核心蛋白叫做“Moonshiner”，這個(gè)蛋白與基本的轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)，可以和Rhino蛋白相互作用，Rhino與“寄生基因”旳異染色質(zhì)結(jié)合，Rhino招募Moonshiner到異染色質(zhì)區(qū)，Moonshiner接著啟動(dòng)RNA聚合酶Ⅱ啟動(dòng)前復(fù)合物，催化轉(zhuǎn)錄的開始。因此，在需要沉默的區(qū)域，基因表達(dá)激活是通過(guò)包被在組蛋白的不同密碼子實(shí)現(xiàn)的，而不是根據(jù)DNA序列。這項(xiàng)研究顯示piRNA的轉(zhuǎn)錄與傳統(tǒng)的基因基因激活不一樣，“這條路徑，是在piRNA產(chǎn)生也就是piRNA簇中激活的，讓基因調(diào)控分為兩種，一個(gè)是基因激活，另一是基因沉默。”這篇文章的一作Peter Andersen說(shuō)。Moonshiner路徑揭示了細(xì)胞是怎樣利用異染色質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的，“細(xì)胞進(jìn)化出繞過(guò)傳統(tǒng)的策略，目前這項(xiàng)研究不僅對(duì)了解有用基因和‘寄生基因’之間的軍備賽有用，還讓我們了解基因表達(dá)的方式。”這篇文章的通訊作者Julius Brennecke說(shuō)。