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人類染色體“X”檔案破解 迷你“鑰匙”決定DNA形狀-全球新動(dòng)態(tài)

發(fā)稿時(shí)間:2023-04-28 13:13:19 來源: 中國網(wǎng)

科技日報(bào)北京4月27日電 (記者張佳欣)據(jù)最新一期《自然·結(jié)構(gòu)與分子生物學(xué)》雜志報(bào)道,荷蘭癌癥研究所研究人員揭示了為什么人的DNA是X形的,并發(fā)現(xiàn)了一種普遍存在的機(jī)制,通過這種機(jī)制,細(xì)胞可決定DNA的形狀。這一發(fā)現(xiàn)或?qū)α私馊祟惣?xì)胞行為產(chǎn)生更廣泛的影響。


(資料圖片)

在人體里,細(xì)胞不斷分裂成新的細(xì)胞。在此過程中,一個(gè)細(xì)胞復(fù)制自己的DNA,并在兩個(gè)新細(xì)胞之間平均分配。這說起來容易做起來難。畢竟,人類DNA有幾米長,像意大利面一樣塞進(jìn)了看不見的微小細(xì)胞核中,如何在細(xì)胞之間公平分配DNA?

細(xì)胞有一個(gè)聰明的方法來處理這個(gè)問題。它們復(fù)制DNA后,將其變成緊湊的包裹。在此過程中,細(xì)胞將兩個(gè)DNA連接在中間,在顯微鏡下,這樣的包裹看起來像一個(gè)X。

在細(xì)胞分裂之前,X從中間釋放,然后,X的每個(gè)“手臂”都會(huì)進(jìn)入一個(gè)單獨(dú)的細(xì)胞。如果這一過程出錯(cuò),新細(xì)胞獲得的DNA會(huì)比正常細(xì)胞多或少,這可能會(huì)導(dǎo)致它們的進(jìn)程脫軌。例如,癌細(xì)胞通常含有異常數(shù)量的DNA。

研究人員表示,染色體實(shí)際上由兩條相同的長DNA線組成。環(huán)狀黏連蛋白分子將兩根線連在一起。環(huán)狀黏連蛋白打開,導(dǎo)致DNA的“手臂”分開。而DNA中段部分保持緊密閉合,這是由Shugoshin蛋白導(dǎo)致的。

研究發(fā)現(xiàn),Shugoshin使用了一種分子鍵,恰好可插入黏連蛋白中的一個(gè)“鑰匙孔”,從而鎖定黏連蛋白。由于Shugoshin在染色體的中心,因此只有在那里它才能鎖定黏連蛋白,這使得染色體呈X形。

CTCF蛋白與Shugoshin其中一段具有完全相同的分子鍵,可插入相同的黏連蛋白“鑰匙孔”,它也使用這一點(diǎn)來鎖定黏連蛋白。

研究表明,存在一種細(xì)胞決定DNA形狀的通用機(jī)制,即調(diào)節(jié)DNA的各種重要蛋白質(zhì)使用相同的分子“密鑰”來控制黏連蛋白。在正確的時(shí)間以及在DNA的正確位置鎖定黏連蛋白,可確定染色體的形狀。

來源:科技日報(bào)

作者:張佳欣

責(zé)任編輯:馮崢

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