DNA所編碼的基因是所有生物包括從酵母到人類(lèi)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(chēng)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(kāi)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)。