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包装基因组一步一步
发表日期:2019-05-25 00:12| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:基因组折叠此刻有一个脚本。一个新的逐渐申明在细节分辩率中阐明细胞若何快速将长染色体缠结成细胞割裂所需的细小慎密环绕纠缠束。霍华德休斯医学研究所的研究人员在2018年1月18日的科学杂志上报道,细胞将染色体卷入环状,然后将环状物环绕纠缠成螺旋形楼梯

  基因组折叠此刻有一个脚本。一个新的逐渐申明在细节分辩率中阐明细胞若何快速将长染色体缠结成细胞割裂所需的细小慎密环绕纠缠束。霍华德休斯医学研究所的研究人员在2018年1月18日的“科学”杂志上报道,细胞将染色体卷入环状,然后将环状物环绕纠缠成螺旋形楼梯布局。

  “这是最根基的遗传过程,”研究合着者和霍华德休斯医学研究所(HHMI)查询拜访员Job Dekker说。若是包装犯错,染色体可能会分裂并最终落入错误的位置 - 这是癌症的标记。

  Dekker说,这项新工作处理了一个可追溯到一个多世纪以来的生物学谜团,科学家们初次在显微镜下察看染色体。

  大大都时候,我们细胞的染色体在细胞核中像一条未分隔的纱线一样串起。马萨诸塞大学医学院的生物化学家Dekker说,洋溢性链条看起来像小黑点。可是在有丝割裂期间,当我们的细胞预备割裂为两个并将遗传物质移交给子细胞时,染色体味卷起来,将大约6英尺的DNA塞进微观包装中。Dekker说,细胞能够很容易地将这些浓缩的X形块供给给它们的女儿。然后,染色体再次折皱,从头变成黑点。

  科学家此前曾经弄清晰细胞若何建立这些松散的弥散染色体。四年前,Dekker及其同事演讲了慎密堆积染色体的布局 - 一系列持续的环。可是,他说,最大的问题是细胞若何从一种形态改变为另一种形态,又一次又一次地改变 - 并且速度如斯之快。“整个过程发生在10到15分钟,”他说。“这太不成思议了。”

  这也是一场激烈辩论的问题。一些研究人员认为,细胞将染色体扭曲成螺旋状,而另一些研究人员认为细胞只是粘在环状物上。

  Dekker,以及爱丁堡大学惠康细胞生物学信任核心的William Earnshaw,麻省理工学院的Leonid Mirny及其同事操纵遗传技巧在尝试室中同步鸡细胞,以便他们同时起头包装染色体。然后科学家们在分歧的时间点拍摄了染色体的快照。

  几分钟之内,研究人员就能够看到像Jell-O一样的DNA球体陈列成绳状杆。

  接下来,该团队将染色体粘合在一路,将所有个体链接触的黑点粘在一路。阐发这些毗连点的DNA序列为团队供给了相关染色体布局的线索。“若是你晓得绳索的哪一部门紧挨着它,你能够重建它的三维布局,”Dekker说。

  这些数据以及折叠过程的计较机模仿让研究人员测试了染色体若何从黑点改变为杆状的预测。“由于布局完全分歧,你会想,哦,这必定是一个很是复杂和坚苦的过程,”Dekker说。

  但现实上,这一切都发生在几个简单的步调中,团队发觉。称为凝结素的小型环状卵白质马达通过环鞭策染色体码,构成环。Condensin II将染色体编织成一系列宽环,然后另一种卵白凝结卵白I将大环分成较小的环。然后,每个染色体数百个轮回像螺旋形楼梯一样扭转。

  Dekker说,这种文雅,高效的包装策略能够注释每次细胞割裂时细胞若何靠得住地将染色体一遍又一遍地捆扎在一路。

  这项新工作无望同一两种以前彼此矛盾的有丝割裂染色体概念。Dekker说,染色体能够陈列成一系列环,但它们也能够是螺旋状的。“我发觉这很是令人对劲,”他说。“我老是对准合作。若是你面临的数据集该当告诉你两件分歧的工具,你能找到一种方式让他们都准确吗?”

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