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荧光蛋白来指示女娲基因在拟南芥叶绿体和线粒体中的定位 体中的定位。 。 结果显示 结果显示， ， 女娲基因不在叶绿体中定位 女娲基因不在叶绿体中定位 （ （图 图1 1） ， ） ， 而是定位在线粒体 而是定位在线粒体（ （图 图2 2） ） 中 中
北京大学生命科学学院瞿礼嘉教授课题组发现并鉴定了一个全新的植物印记基因——NUWA（女娲），女娲是一个拟南芥的必需基因，其功能的缺失导致雌配子体传递率下降，且早期胚胎和胚乳中出现细胞/核增殖缺陷，并最终导致种子败育。相关研究成果于2017年1月17日发表在《遗传学杂志》（PLoS Genetics）上。记者就此采访了文章的通讯作者瞿礼嘉教授和第一作者何珊博士。
全新的植物印记基因
在我们周围，随处可见充满生机的小草、苍劲的大树、叽喳的鸟儿、熙攘的人群，多姿多彩的生命构成了五彩斑斓的世界。从生物学角度来看，生命所表现出来的多种性状，或多或少受到亲本基因型的影响。
生物体后代的性状只受到某一个亲本基因型的影响，而不受到另一亲本基因型影响的现象称为亲本效应。植物的亲本效应一般可以分为由印记形成的亲本效应和非印记的亲本效应两类。非印记的亲本效应在植物中较为常见，基因表达在受精前的配子体阶段发生；而印记的亲本效应是由部分印记基因产生的，在受精后的发育过程中，印记基因的表达则偏重于表达母本或父本的等位基因，仅在哺乳动物和被子植物中发现。
与哺乳动物中已鉴定出了上百个在发育中有多种重要功能的印记基因不同，在植物中至今仅有极少量的印记基因得到了确认，而且这些得到确认的印记基因绝大部分在发育中没有明显的功能。哺乳动物的印记基因对于其早期发育的许多亚细胞过程都非常重要，但长期以来人们并不清楚植物中的印记基因是否也是如此，动物和植物的印记基因的趋同演化的驱动力也是一个谜。
为了探究印记基因在植物发育中的功能，瞿礼嘉课题组通过正向遗传学的方法对实验室已有的拟南芥突变体库进行筛选，发现并鉴定了一个全新的植物印记基因——女娲（NUWA）。女娲是母本表达的印记基因，受到基因印记和受精前亲本表达产物的共同控制。从受精前的配子体发育阶段到受精后的16细胞胚胎阶段，只有女娲的母本等位基因的转录和翻译能被检测到。其功能的缺失导致雌配子体传递率下降，在早期胚胎和胚乳中出现细胞/核增殖缺陷，并最终导致种子败育。目前已经被鉴定的其他植物印记基因多数编码于细胞核定位的蛋白，而女娲蛋白却定位于线粒体。在受精后的早期胚胎和胚乳中，女娲蛋白仅定位于母体承袭的线粒体中，而在父本承袭的非常少量的线粒体中，女娲的父本等位基因不表达。
瞿礼嘉形象地比喻：“植物在受精作用完成后，两性生殖细胞初次相遇，二者携带的遗传物质又各不相同，那么谁能发挥领导作用呢，如何才能达到稳态呢？多数情况下是通过启动来自母本的等位基因，即母性印记基因的表达，来控制早期细胞的发育和分化。” 女娲基因就是植物中发现的屈指可数的具有功能的印记基因，它对早期发育中线粒体功能的影响表明，植物的印记基因也与动物中的印记基因一样，可以参与包括代谢过程在内的早期发育过程中的各类亚细胞过程，女娲基因可能对线粒体自身编码的某一个或某几个基因做重要的转录后加工，调控线粒体基因的表达。女娲基因这种特异性在线粒体表达的模式与线粒体母系遗传相协调，其母本效应很可能是为了维持或提高植物早期发育阶段中细胞器与细胞核协调工作的效率而被驱动演化的。这也暗示着细胞核、细胞器的相互协调在发育过程中是一个比之前的预想更为复杂、受到各种精细调控的过程。
科学与艺术的完美融合
谈到为什么会选择使用女娲这个名字为基因命名，何珊显得尤为激动。她介绍说，最初知道可以以神话传说中的人物命名基因是上龙漫远老师的课，知道他曾经用山海经中的“精卫”命名他所研究的基因，觉得非常新奇和浪漫。后来进入植物生殖发育领域，发现这个领域中，尤其是植物印记基因相关领域的基因，都是以神话传说中的人物的名字命名的。“女娲”基因的命名就是受此启发。
瞿礼嘉介绍说：“线粒体中的遗传物质只来自母本，表现为母系遗传，女娲基因除了只表达来自母本的等位基因外，还定位于母体承袭的线粒体中，颇具有双重母本性的特点，并且对植物的早期发育起到调控作用。”女娲造人是在中国广为流传的人类起源传说，与其他很多文明中男神创造人类或者男神女神共同创造人类不同，女娲是一个女神单独创造人类的传说，颇有点母本控制的意味，与这个基因的特点相符，同时也具有中国文化的特点，命名的同时也能把中华民族悠远的文化在全世界传播开来，何乐而不为？
“科学和艺术作为人类活动中最具有魅力的两个名词，二者并不是对立的，而是相互渗透、彼此瓜葛的，所谓结合，应该是很自然的事。”女娲基因的命名展现了科学与艺术的完美结合，也显现了科研工作者在紧张与繁忙的工作中享受生活，自得其乐的乐观态度。在植物学研究中，尤其是在突变体筛选中，实验研究面临着很多困难，例如在生殖发育过程中植物组织材料微小、量少，取材困难等，从简单的植物培育到精细的表型观察，每天极大的工作量对体力和脑力都是很大的挑战。何珊面对研究中的种种挑战，展现地尤为淡然，她目前在普林斯顿大学从事博士后研究工作。
（校报记者 乔睿）