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神秘蛋白质使人类DNA形态变成不同结构

新浪科技 2021-06-09 作者:叶倾城

  人类和蚊子的兴发娱乐xf938细胞核都具有自己的兴发娱乐xf938形状,目前,研究人员发现这两种生物DNA变体非常微妙,可以转化为不同形态,甚至能使人类DNA结构像蚊子DNA一样。

  人类和蚊子DNA之间的兴发娱乐xf938差异不仅限于基因密码的兴发娱乐xf938字母排列,如果你切开人类细胞和蚊子细胞,用显微镜仔细观察它们的兴发娱乐xf938细胞核,就会发现它们的兴发娱乐xf938染色体是用一种截然不同的兴发娱乐xf938“基因折纸”方式进行折叠,现在研究人员现已发现如何将一种DNA折叠成另一种DNA的兴发娱乐xf938形状,可使人类DNA像蚊子DNA一样形成线圈结构。

  荷兰阿姆斯特丹大学癌症生物学博士候选人克莱尔·霍恩坎普说:“在人类细胞核中,染色体是整齐排列在一起的兴发娱乐xf938。”她在媒体视频采访中,一边揉皱着纸张,一边在视频电话中指出,与人类细胞核不同,蚊子细胞核中的兴发娱乐xf938染色体在中间部位出现折叠。她一边说,一边将手中的兴发娱乐xf938几张纸对折起来,像书架上的兴发娱乐xf938书一样整齐放好,“书页”朝外。

  霍恩坎普正在研究一种参与细胞分裂的兴发娱乐xf938蛋白质——凝缩素II,在一项实验中,她破坏了人类细胞中的兴发娱乐xf938这种蛋白质,从而观察其对细胞周期的兴发娱乐xf938影响。就像经过精心编排的兴发娱乐xf938动作,由此产生的兴发娱乐xf938细胞染色体会重新折叠,但它不像人类细胞核中DNA那样重新折叠,相反,它会演变成对蚊子细胞核内部的兴发娱乐xf938最佳结构呈现。

  与此同时,美国德克萨斯州贝勒大学基因组结构中心博士后研究员奥尔加·杜琴科正在依据染色体形成的兴发娱乐xf9383D结构对基因组进行分类,作为多机构项目“DNA动物园”的兴发娱乐xf938联合主管,她发现了一些独特的兴发娱乐xf938DNA模式。

  杜琴科说:“从本质上讲,我们可以把人类和蚊子DNA分为两个基本结构,人类基因组具有紧密缠绕和天然隔离的兴发娱乐xf938属性,而蚊子基因组的兴发娱乐xf938排列则比较松散,无论我们研究了多少支物种,染色体都具有两种基本形状的兴发娱乐xf938变体。”

  令人感到困惑的兴发娱乐xf938是,杜琴科最新研究表明,一些世系基因会使用一种形态,之后进化而第二种形态,然后在很多情况下又会进化至一种形态。然而,她并不知道什么因素驱动这种变化(如果有的兴发娱乐xf938话)。

  当他们在奥地利一次会议上展示这项最新研究时,两个研究团队意识到他们正在从不同角度解决同一个问题,从本质上讲,霍恩坎普发现可以折叠染色体的兴发娱乐xf938蛋白质,杜琴科发现霍恩坎普的兴发娱乐xf938实验在进化时间尺度上能自然进行。

  在他们决定合作之后,出现全球范围的兴发娱乐xf938新冠疫情大爆发,随着实验室实地操作的兴发娱乐xf938中断,合作者开始转向计算机模拟,从而更好地理解凝缩素II在细胞核组织中的兴发娱乐xf938作用。在美国莱斯大学实验室的兴发娱乐xf938帮助下,他们模拟了凝缩素II对基因组数百万至数十亿个基因字母的兴发娱乐xf938影响,证实了霍恩坎普在之前实验中发现的兴发娱乐xf938结果。

  在5月28日发表在《科学》杂志的兴发娱乐xf938一项基因分析中,研究人员观察了24支物种,发现染色体排列松散的兴发娱乐xf938物种存在一个共同点:破裂的兴发娱乐xf938凝缩素II基因。

  未来的兴发娱乐xf938研究将致力于研究细胞核结构的兴发娱乐xf938进化优势,当研究人员检查基因表达时,他们发现染色体的兴发娱乐xf938折叠结构仅轻微影响基因表达,或者影响不同基因产生的兴发娱乐xf938每种蛋白质的兴发娱乐xf938多少,该发现令霍恩坎普感到惊讶。

  考虑到DNA折叠对基因表达的兴发娱乐xf938影响微乎其微,我们还不清楚为什么某些物种会以不同方式折叠它们的兴发娱乐xf938DNA,然而,由于这两种DNA折叠方法都是在生物进化树中发现的兴发娱乐xf938,每种方法的兴发娱乐xf938微妙影响可能具有重大意义。杜琴科说:“染色体3D结构的兴发娱乐xf938变化似乎是微调的兴发娱乐xf938结果,然而究竟是怎么调整的兴发娱乐xf938,仍然是个谜团。”

责任编辑:刘鑫嵘

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