新穎的方法揭示了染色體的3D結(jié)構(gòu)
由英國劍橋的巴布拉漢姆研究所的彼得·弗雷澤(Peter Fraser)博士領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家開發(fā)了一種確定單細胞染色體3D結(jié)構(gòu)的新方法。
通常顯示的X形染色體結(jié)構(gòu)僅在細胞分裂時存在。Fraser博士和他的同事們已經(jīng)能夠?qū)钴S的染色體結(jié)構(gòu)進行建模。
這非常重要,因為DNA在染色體結(jié)構(gòu)中折疊的方式與DNA的使用方式密切相關(guān)。它控制基因(DNA的特定區(qū)域)表達的時間和強度。這在生物體的發(fā)育以及疾病中起著至關(guān)重要的作用。
結(jié)構(gòu)模型顯示了DNA折疊成工作染色體的復(fù)雜方式,因此所有基因都位于三個維度。這種新方法將使科學(xué)家能夠研究特定基因以及控制它們的DNA區(qū)域如何相互作用,從而更好地了解染色體的工作原理。
該圖像顯示了來自一個特定細胞的染色體的結(jié)構(gòu)模型。染色體區(qū)域被染成藍色,在藍色區(qū)域中基因處于活動狀態(tài),而黃色區(qū)域則在其與細胞核周圍的膜相互作用的地方。
結(jié)構(gòu)表明,染色體的排列方式使得與其他染色體相互作用的最活躍的遺傳區(qū)域在空間上與較不活躍的區(qū)域(與稱為Lamin-B1的蛋白質(zhì))相關(guān)聯(lián)。
“開發(fā)所有計算工具花費了幾年的時間才能實現(xiàn)這一目標,但是我們現(xiàn)在可以從高質(zhì)量數(shù)據(jù)中重建的結(jié)構(gòu)非常引人注目。更重要的是,這種新方法使我們能夠逐個細胞地研究染色體結(jié)構(gòu)的變化,” 來自劍橋大學(xué)的Tim Stevens博士說,他是該研究的合著者,他發(fā)表在《自然》雜志上。
“知道所有基因和控制元件在給定時刻的位置將有助于我們了解控制和維持基因組的分子機制。”
“將來,我們將研究由單個發(fā)育中的干細胞做出的個體決定,這些決定在種群中至少從外部來看似乎是一致的。目前,對這些機制的了解還很少,了解它們可能是實現(xiàn)干細胞在醫(yī)學(xué)中的潛力的關(guān)鍵。”
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