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      生物學(xué)家揭開了另一個讓DNA變得“循環(huán)”的神秘面紗
      
			
      
				2019-04-25 10:48:23
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      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了DNA如何在細胞核內(nèi)形成環(huán)狀和包裹的另一個關(guān)鍵 - 一種可能影響基因表達的“包裝”的精確方法。“科學(xué)”雜志發(fā)表了埃默里大學(xué)生物學(xué)家的研究報告，表明一種稱為半甲基化的過程在以特定方式循環(huán)DNA中發(fā)揮作用。研究人員還證明，半甲基化是故意維持的 - 不是像以前認為的那樣通過隨機錯誤 - 而是通過人類細胞世代傳承下來。
      

      生物學(xué)家揭開了另一個讓DNA變得“循環(huán)”的神秘面紗
      

      “為了讓一種名為CTCF的蛋白質(zhì)在DNA中形成環(huán)，我們發(fā)現(xiàn)它需要靠近半甲基化DNA，”埃默里生物學(xué)家Victor Corces說，他的實驗室進行了這項研究。“之前沒有人見過半甲基化DNA有功能。”
      

      染色質(zhì)由CTCF和其他蛋白質(zhì)以及DNA和RNA組成。染色質(zhì)的一個作用是將DNA折疊并包裝成更緊湊的形狀。越來越多的證據(jù)表明，這種折疊過程不僅對于將DNA融入細胞核非常重要 - 它還在基因表達正?；蚬收现邪l(fā)揮作用。
      

      Corces實驗室專門研究表觀遺傳學(xué)：基因功能遺傳變化的研究 - 包括染色質(zhì)折疊 - 不涉及DNA序列的變化。
      

      例如，DNA甲基化可以通過在特定堿基對的位點向雙螺旋的兩條鏈添加甲基來改變DNA的活性。該過程可以通過去甲基化來逆轉(zhuǎn)。
      

      隨著細胞的分裂，它們會復(fù)制DNA。為了做到這一點，他們必須解開兩條DNA鏈并將它們分開。然后每個親本鏈復(fù)制一條子鏈。
      

      “當(dāng)細胞分裂時，重要的是它們使兩條鏈的甲基化保持相同，”Corces說，并指出改變的甲基化模式與癌癥和其他疾病有關(guān)。
      

      半甲基化涉及向DNA螺旋的一條鏈中添加甲基，但不包括另一條鏈。一些研究人員觀察到半甲基化假設(shè)他們在細胞分裂后立即捕獲它，然后細胞有時間完全復(fù)制形成子鏈。另一種理論認為，半甲基化是甲基化過程中隨機錯誤的結(jié)果。
      

      Corces實驗室的博士后研究員Chenhuan Xu開發(fā)了DNA甲基化譜圖的新實驗方法，以進行科學(xué)論文的研究。這些方法使研究人員能夠在細胞分裂之前，期間和之后實時觀察人體細胞DNA上的半甲基化。當(dāng)細胞繼續(xù)復(fù)制時，他們也將其繪制成圖。
      

      “如果親本DNA是半甲基化的，那么子DNA也在基因組的同一位置被半甲基化，”Corces說。“這個過程不是隨機的，而是在幾周內(nèi)從一代細胞維持到下一代。”
      

      研究人員發(fā)現(xiàn)，半甲基化僅發(fā)生在CTCF的結(jié)合位點附近 - CTCF是將DNA組織成環(huán)的主要蛋白質(zhì)。“如果我們擺脫了半衰期，CTCF就不會制造回路，”Corces說。“不知何故，半甲基化使CTCF能夠制造環(huán)路。”
      

      他們觀察到，當(dāng)CTCF產(chǎn)生環(huán)時，它通過前向結(jié)合，在DNA序列中向前進行。
      

      “研究表明，某些疾病與CTCF結(jié)合有關(guān) - 蛋白質(zhì)本身的突變或蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA序列，”Corces說。“它回歸到這些循環(huán)對染色質(zhì)三維??組織的重要性以及該組織如何影響基因表達的故事。”
      
			

			
        
      
			
      
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