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      躲著X染色體
      
			
      
				2019-01-17 10:59:26
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      在雌性胚胎發(fā)育的早期，所有細胞都會發(fā)生一個關鍵事件：X染色體被沉默。雖然雄性只有一條X染色體，但雌性有兩條X染色體 - 這意味著它們的X染色體產(chǎn)生的蛋白質(zhì)數(shù)量是其兩倍。過多的某些蛋白質(zhì)可能是致命的，因此大自然已經(jīng)找到了關閉一條X染色體的方法。
      

      躲著X染色體
      

      發(fā)表在“ 科學 ”雜志上的一篇新論文強調(diào)了這一過程中的一個重要步驟，首次表明X染色體沉默(也稱為X失活)需要改變細胞核中DNA 的三維結構。更具體地說，該研究表明，稱為Xist的單個分子負責DNA重塑，并且這些變化導致染色體沉默。
      

      “我們有這種雞和蛋的問題，因為我們知道DNA 失活過程中發(fā)生的DNA 結構變化，但我們不知道這些變化是否會導致沉默，或者僅僅是沉默的結果，”Caltech生物學助理教授米切爾說。 Guttman，該研究的領導者。“在X染色體之外，我們的研究結果強調(diào)了DNA動態(tài)排列在打開和關閉不同基因中所起的重要作用。”
      

      該研究是國際努力的一部分，旨在更好地了解DNA如何被包裝成細胞核中的三維結構，以及這種結構的變化如何導致基因的沉默和激活。位于DNA鏈上的不同基因在任何給定細胞中打開或關閉; 當它們開啟時，它們會產(chǎn)生蛋白質(zhì)。DNA的形狀和折疊模式控制著這個過程，但細節(jié)尚不清楚。由美國國立衛(wèi)生研究院建立的最近資助的財團，稱為4D Nucleome計劃(第四維度是時間)，旨在解決DNA結構的這一神秘面紗及其在各種人類疾病如癌癥和早衰疾病中的作用。
      

      在這項新研究中，研究人員專注于Xist，而Xist之前已知在X染色體沉默中發(fā)揮作用。Xist屬于一類稱為長非編碼RNA的RNA分子，或lncRNA(發(fā)音鏈接RNA)。雖然稱為信使RNA的傳統(tǒng)RNA分子充當了制成蛋白質(zhì)的模板，但像Xist這樣的lncRNA可以直接與DNA結合以打開和關閉基因。在過去的十年中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)萬種lncRNA。
      

      以前的研究表明Xist在沉默的X染色體的DNA鏈上都有結合，但不與活躍的X染色體結合。研究人員還知道，DNA在細胞中的三維結構和位置的變化與沉默有關。但Xist如何以及如果在結構DNA變化中發(fā)揮作用尚不清楚。
      

      這項新研究概述了Xist協(xié)調(diào)染色體沉默的過程，并引入了一個關鍵參與者：一種叫做lamin B受體的蛋白質(zhì)，位于圍繞細胞核的包膜中。
      

      “我們的研究表明，Xist通過與lamin B受體的直接相互作用，將X染色體募集到核膜上，通過這導致細胞核中DNA三維結構的變化，”Chun-Kan Chen說。 Guttman實驗室的研究生和科學論文的主要作者。“這個過程使Xist能夠在整個X染色體上擴散，以實現(xiàn)染色體范圍的沉默 - 它在胚胎發(fā)育中的重要作用。”
      

      X染色體是研究DNA結構與基因沉默之間關系的良好模型，因為整個結構被單個RNA分子滅活。然而，其他染色體經(jīng)歷更多的局部基因沉默。Guttman和他的團隊正在計劃進行更多的研究，以探究DNA的轉(zhuǎn)變形狀與細胞內(nèi)其他基因調(diào)控之間的關系。
      
			

			
        
      
			
      
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