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      基因找到?jīng)]有配對(duì)者的合作伙伴
      
			
      
				2019-01-18 10:22:01
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      一項(xiàng)新的研究提供了更多的證據(jù)，證明DNA的相同部分可以在沒(méi)有其他分子的幫助下相互匹配。我們體內(nèi)的DNA分子攜帶稱為基因的片段編碼的遺傳信息。每個(gè)基因編碼生物體中的某種屬性，特征或功能。然而，基因經(jīng)常受損并需要修復(fù)。
      

      基因找到?jīng)]有配對(duì)者的合作伙伴
      

      在稱為同源重組的一個(gè)修復(fù)過(guò)程中，受損的破碎基因被備用的完整DNA拷貝的相同基因替換。由于交換“錯(cuò)誤”基因?qū)е碌腻e(cuò)誤導(dǎo)致各種遺傳疾病，例如導(dǎo)致快速衰老的早衰癥狀。除了修復(fù)基因外，同源重組在繁殖和進(jìn)化中也是至關(guān)重要的，因?yàn)樗试S我們從每個(gè)親本獲得的基因被混洗在一起。所謂的重組蛋白在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)行基因的復(fù)制和替換。雖然蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)重組過(guò)程，但尚不知道同源基因如何事先找到彼此。人類DNA中有超過(guò)20,000個(gè)基因，DNA鏈被卷成復(fù)雜的染色體束，因此在不同的DNA鏈上找到同源基因并非易事。
      

      新證據(jù)
      

      倫敦帝國(guó)理工學(xué)院和美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)的研究小組于2008年對(duì)多個(gè)DNA分子進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)具有相同遺傳密碼的DNA分子能夠在沒(méi)有任何外界幫助的情況下找到它們的匹配 - 沒(méi)有蛋白質(zhì)或其他分子引導(dǎo)它們彼此相對(duì)。
      

      這些實(shí)驗(yàn)表明，在溶液中隨機(jī)混合的兩組相對(duì)短的相同的雙鏈DNA片段將與相同類型的那些自發(fā)地組合在一起。由Mara Prentiss教授領(lǐng)導(dǎo)的哈佛大學(xué)研究人員后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)了更長(zhǎng)的同源雙鏈DNA配對(duì)的進(jìn)一步證據(jù)。
      

      現(xiàn)在，在今天發(fā)表在皇家學(xué)會(huì)會(huì)刊A上的一項(xiàng)新的Harvard和Imperial聯(lián)合研究中，研究小組提出了一個(gè)分子內(nèi)長(zhǎng)長(zhǎng)的相同DNA片段之間的吸引力的證據(jù)。哈佛團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)，而帝國(guó)集團(tuán)則專注于數(shù)據(jù)的分析和解釋。
      

      哈佛大學(xué)的研究小組將雙鏈DNA的一端固定在一個(gè)非常小的溶液容器的底部，并將磁珠連接到另一端。這允許他們操縱分子并使用磁鐵將其拉直。
      

      他們構(gòu)建了雙鏈DNA分子，其中包含相同遺傳密碼的長(zhǎng)切片，并且相反的方向 - 頭對(duì)頭 - 并將它們的行為與沒(méi)有相同切片的DNA進(jìn)行比較。
      

      研究小組觀察到，在以固定力將磁珠從容器底部拉開(kāi)時(shí)，具有相同切片的DNA分子比其他DNA分子拉直得更少。其原因是具有匹配部分的分子自身折疊并形成環(huán)，從而配對(duì)相同的基因。
      

      DNA驚喜
      

      自2001年以來(lái)，帝國(guó)大學(xué)化學(xué)系的Alexei Kornyshev教授一直在研究和建議配對(duì)相同DNA序列的物理機(jī)制。本文的主要作者Dominic Lee博士在該研究中發(fā)揮了重要作用。
      

      Lee博士說(shuō)：“在證實(shí)了單個(gè)DNA 分子中相同序列之間的相互作用之后，在這些新的基于哈佛的實(shí)驗(yàn)中，下一步將是進(jìn)一步探索識(shí)別機(jī)制。獨(dú)立于此，我們也希望新結(jié)果將觸發(fā)在真實(shí)細(xì)胞中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，看看識(shí)別過(guò)程是否以同樣的方式自然地發(fā)生在同源基因上。“
      

      共同作者Kornyshev教授補(bǔ)充說(shuō)：“我們很高興能在試管中看到這種行為。如果這種機(jī)制在某種程度上被天生利用，那么這又是DNA中令人驚奇的結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)功能，它永遠(yuǎn)不會(huì)讓我們感到驚訝。”
      
			

			
        
      
			
      
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