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      研究人員解釋了基因組神秘周期的起源
      
			
      
				2019-03-11 10:05:01
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      生物醫(yī)學(xué)研究所(巴塞羅那IRB)的科學(xué)家們已經(jīng)找到了所有真核生物基因組序列周期性的解釋，從酵母到人類。發(fā)表在Cell雜志上的結(jié)果為基于自然選擇的結(jié)果提供了另一種解釋，這種解釋已被科學(xué)界所接受。研究人員證明，DNA損傷和修復(fù)過(guò)程可以在真核生物的基因組中產(chǎn)生序列周期性中發(fā)揮作用。當(dāng)該分子包裝在細(xì)胞核內(nèi)時(shí)，這些過(guò)程受到DNA結(jié)構(gòu)取向的影響，因此有利于真核基因組中具有周期性的某種組合物。
      

      研究人員解釋了基因組神秘周期的起源
      

      “我們提供的答案可以讓我們更好地理解為什么我們的基因組和其他物種的基因組已經(jīng)發(fā)展成今天的樣子，”研究負(fù)責(zé)人，IRB巴塞羅那生物醫(yī)學(xué)基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人NúriaLópez-Bigas說(shuō)。
      

      基因組的“神秘”周期性
      

      由于人類基因組的序列和其他生物如小鼠和果蠅的序列在21世紀(jì)初就已為人所知，一些研究人員已經(jīng)注意到包含腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶的堿基對(duì)的比例有明顯的周期性( T)。實(shí)際上，已經(jīng)觀察到A / T對(duì)的比例每10個(gè)堿基對(duì)更大。
      

      這種周期性與DNA如何纏繞核小體(最簡(jiǎn)單的DNA壓縮形式，其中包含稱為組蛋白的蛋白質(zhì))有關(guān)。給出的解釋是自然選擇有利于A / T堿基的出現(xiàn)，因?yàn)檫@些堿基將為DNA結(jié)構(gòu)提供更大程度的柔性，從而允許其纏繞組蛋白形成核小體。
      

      腫瘤突變提供了關(guān)鍵
      

      通過(guò)研究超過(guò)3,000個(gè)人類腫瘤中突變的分布，IRB Barcelona的團(tuán)隊(duì)觀察到突變也每10個(gè)DNA堿基對(duì)累積。
      

      “通過(guò)檢查我們排除選擇存在的區(qū)域中基因組的突變分布，我們?cè)贒NA中發(fā)現(xiàn)了10個(gè)堿基對(duì)的明顯周期性，形成核小體的一部分，”Oriol Pich博士解釋說(shuō)。學(xué)生和巴塞羅那科學(xué)技術(shù)學(xué)院(BIST)獎(jiǎng)學(xué)金獲得者和該論文的第一作者。
      

      發(fā)生突變的周期性是因?yàn)榘b在核小體內(nèi)的DNA的結(jié)構(gòu)有利于易于損傷和修復(fù)的區(qū)域的出現(xiàn)。因此，這些區(qū)域更容易發(fā)生突變。
      

      接下來(lái)，研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了人類和植物中從一代傳遞到另一代的突變。他們發(fā)現(xiàn)這些遺傳性突變也每10個(gè)堿基對(duì)累積。
      

      隨著核小體如何影響DNA突變的這一新發(fā)現(xiàn)，研究人員推斷它還可以解釋真核基因組序列的神秘周期性的發(fā)展。
      

      突變數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化
      

      巴塞羅那IRB的科學(xué)家們假設(shè)，由于我們獲得的大多數(shù)突變都存在于轉(zhuǎn)化為胸腺嘧啶(T)的胞嘧啶(C)中，因此大多數(shù)最容易突變數(shù)百萬(wàn)年的區(qū)域已成為A / T堿基對(duì)。
      

      為了驗(yàn)證這一觀點(diǎn)，研究人員進(jìn)行了基因組進(jìn)化的數(shù)學(xué)模擬，并證明了人類基因組序列和其他真核生物序列的周期性可能源于周期性的突變率。
      

      “我們很高興為科學(xué)界提供關(guān)于周期性的另一種解釋，”Oriol Pich和NúriaLópez-Bigas說(shuō)，他們強(qiáng)調(diào)了這種研究的重要性。“這是來(lái)自好奇心驅(qū)動(dòng)的研究的基礎(chǔ)知識(shí)，使我們能夠更好地理解自然。”
      

      然而，該研究的結(jié)果不僅是目前對(duì)人類基因組理解的突破，而且還解釋了腫瘤如何獲得突變。這些知識(shí)與識(shí)別與腫瘤發(fā)展相關(guān)的突變有關(guān) - 這是López-Bigas組的另一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。
      
			

			
        
      
			
      
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