一项新技术 TF-High-Evolutionary (TF-HighEvo) 可以大规模评估多细胞生物中的新生突变。该技术由欧洲分子生物学实验室 (EMBL) 和马克斯·普朗克学会弗里德里希·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态及其在塑造生命多样性方面的作用提供了新的见解。

新技术提高果蝇遗传学研究中的突变率

基因调控在生物体的发育和进化中起着至关重要的作用，转录因子(TF) 是控制基因表达的重要组成部分。传统上，研究果蝇 (Drosophila melanogaster，俗称果蝇) 的遗传变异依赖于现有的遗传变异(已经存在的突变)。

与细菌等繁殖速度快、突变率高的单细胞生物不同，苍蝇的繁殖和突变率较低，这阻碍了在短时间内研究从头突变。

此外，在所有已研究的生物体中，大多数遗传变异都存在于基因组的调控区域，而不是基因中。与基因突变相比，了解这些调控区域的突变影响尤其具有挑战性，因为基因突变的影响是可以预测的。

TF-HighEvo 方法通过显著提高果蝇的突变率解决了这些挑战;重要的是，它以特定于通路的方式实现这一目标。这种新方法允许研究人员通过将突变因子附加到控制基因表达的 TF 上来研究新生突变，从而使研究人员能够探索这些遗传变化如何影响性状。

该方法结合了体内 TF 与活化诱导脱氨酶 (AID) 融合的优点，使得整个果蝇调控网络中的 TF 结合位点能够发生连续的种系突变。

在他们的研究中，研究人员证明，表达 TF-HighEvo 构建体的果蝇种群积累突变的速度高于自然种群。这些突变聚集在目标 TF 结合位点周围，导致不同的形态表型，与标记 TF、Bicoid 和 Distal-less 的发育作用相一致。这些因素分别与果蝇的早期胚胎发育和附肢生长有关。

“这种方法改变了游戏规则，”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 Luisa Pallares 博士说。“这将开启以前无法想象的果蝇实验进化方法。通过允许我们大规模探索突变景观，TF-HighEvo 使我们能够评估表型变异的遗传基础以及特定途径的进化方式。”

超越果蝇：对多细胞生物学的影响

这项研究的意义不仅限于果蝇，因为所开发的方法可以应用于其他多细胞生物。以受控方式诱导和研究新生突变的能力将有助于更深入地了解发育和进化的遗传基础，并可能为进化、发育和合成生物学领域的未来生物学问题提供信息。

此外，已有六项诺贝尔奖因与果蝇相关的研究而获得，凸显了果蝇研究对我们了解遗传学、发育和生理学的重大贡献。

随着国际上对模型系统中遗传扰动影响的理解不断增加，TF-HighEvo 方法脱颖而出，成为该领域的一项重大进步。这种方法将加强基因调控研究，并有助于更广泛地理解遗传变异如何导致进化适应。