人民政协网7月18日电（记者 高志民）在生命的微观世界里，基因的表达如同一场精密的交响乐，每个基因何时 “奏响”、何时 “静默”，都由一系列调控元件精心掌控。近日，中国农业科学院农业基因组研究所猪基因组设计育种创新团队的一项研究，为我们揭开了基因表达 “静默” 背后的关键角色 —— 沉默子的神秘面纱，相关成果发表在《先进科学（Advanced Science）》上。

基因表达的调控对于生物体的发育和细胞分化来说，是重中之重。在众多调控元件中，沉默子扮演着 “关闭开关” 的角色，它通过结合抑制性转录因子，负向调控基因的表达，是基因表达 “精密调控” 的核心元件之一。然而，长期以来，由于缺乏明确的表观遗传标记和高效的全基因组筛选技术，沉默子的系统性研究远远落后于增强子等其他调控元件，就像交响乐中被忽视的指挥棒，其重要作用一直未被充分认识。

此次研究，科研人员首次绘制出了小鼠基因组中沉默子的全基因组图谱，这相当于为我们提供了一份详细的 “关闭开关” 分布指南。他们在小鼠的两种关键细胞中，发现了约 9 万～11.5 万个沉默子。这些沉默子遍布基因组的各个角落，主要负责控制那些活性较低的基因，而且具有明显的细胞类型特异性，也就是说，在不同类型的细胞中，发挥作用的沉默子也各有不同。

那么，这些沉默子是如何工作的呢？研究发现，它们通过结合特定的抑制蛋白来发挥作用，并且与一种名为 H3K9me3 的表观遗传标记关系密切。更有趣的是，研究人员还观察到一个奇妙的现象：同一 DNA 片段并非一成不变，它能根据细胞环境在 “增强子”（基因表达的 “开启开关”）和 “沉默子” 之间灵活转换，而这种转换很可能与细胞内蛋白浓度的变化有关。

这项研究最引人注目的发现是，当从基因组中敲除特定的沉默子后，成纤维细胞转化为干细胞的重编程效率得到了显著提升。这一发现意义重大，它为基因表达的精准调控提供了一条全新的路径 —— 在不引入外源基因序列的情况下，通过敲除内源序列就能实现。这就好比我们可以不借助外部力量，仅通过调整自身内部的 “开关”，就能让基因表达按照我们的需求进行改变。

对于生物育种领域而言，该策略不引入外源DNA序列就能实现重要功能基因表达的提升，为基因编辑提供了更为安全有效的策略，有望加速我国优良品种的培育。

该研究得到了生物育种国家科技重大专项、国家重点研发计划 “十四五” 重点专项、国家自然科学基金、深圳市科技创新计划等项目的大力支持。相信随着对沉默子研究的不断深入，我们将在基因调控和生物育种领域取得更多突破性进展。