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      研究描述了基因組的三維結(jié)構(gòu)如何在細(xì)胞周期中發(fā)生變化
      
			
      
				2019-05-22 09:45:50
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      Wistar研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了基因組三維組織的新方面，特別是在細(xì)胞周期的不同階段如何及時壓縮和解壓縮遺傳物質(zhì)。該研究發(fā)表在Nature Structural&Molecular Biology上。
      

      研究描述了基因組的三維結(jié)構(gòu)如何在細(xì)胞周期中發(fā)生變化
      

      “我們剛剛開始意識到我們的基因組在我們的細(xì)胞中空間組織的方式對其功能產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，”研究的主要作者Ken-ichi Noma博士說，他是Gene Expression的副教授。 Wistar的監(jiān)管計劃。“解讀染色質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)對于理解轉(zhuǎn)錄，DNA復(fù)制和修復(fù)等關(guān)鍵功能至關(guān)重要。”
      

      我們每個細(xì)胞內(nèi)的遺傳信息都由幾英尺長的DNA分子編碼。如此大量的遺傳物質(zhì)通過將其折疊成高度有組織的DNA和蛋白質(zhì)復(fù)合物(稱為染色質(zhì))而被填充到微觀空間中。盡管染色質(zhì)已經(jīng)明顯壓實，但在進(jìn)入有絲分裂時需要進(jìn)一步濃縮，這是將每個細(xì)胞分成兩個相同細(xì)胞的過程，以便忠實地分離遺傳物質(zhì)。就像我們搬入新房子時將家用物品收拾成較小的盒子一樣，以壓縮染色體的形式移動和分割DNA更容易。這個過程已經(jīng)知道了幾十年，但是控制染色質(zhì)凝聚和解凝的基本分子機(jī)制仍然很難確定。
      

      Noma實驗室已廣泛研究了使用裂殖酵母作為模式生物的基因組組織機(jī)制，因為它與人類細(xì)胞具有一些重要特征，同時具有更小的基因組。
      

      Noma及其同事之前已經(jīng)描述了兩種稱為縮合蛋白和cohesin的蛋白質(zhì)復(fù)合物是如何通過建立接觸來介導(dǎo)形成功能基因組的結(jié)構(gòu)，稱為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)域，這些接觸使得遠(yuǎn)離DNA的區(qū)域更加靠近。具體而言，cohesin介導(dǎo)局部接觸，形成小的拓?fù)淙旧|(zhì)結(jié)構(gòu)域，而縮合蛋白驅(qū)動更遠(yuǎn)程接觸，組織更大的結(jié)構(gòu)域。
      

      在新的研究中，實驗室應(yīng)用類似的基因組方法，在整個細(xì)胞周期的不同階段染色質(zhì)接觸的形成和衰變之后，隨著時間推移解剖染色質(zhì)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)域中的縮合和解縮。他們發(fā)現(xiàn)凝聚素介導(dǎo)的較大結(jié)構(gòu)域在有絲分裂期間形成，而由cohesin介導(dǎo)的較小的局部結(jié)構(gòu)域在整個循環(huán)中保持穩(wěn)定。
      

      “與現(xiàn)場普遍認(rèn)為的相反，我們發(fā)現(xiàn)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域的縮合和解凝反應(yīng)非常緩慢地發(fā)生，并且細(xì)胞在越來越少的濃縮染色質(zhì)狀態(tài)之間平穩(wěn)地振蕩，”該研究的第一作者Hideiz Tanizawa博士說。 .D。，Noma實驗室的助理科學(xué)家。
      

      基因組三維結(jié)構(gòu)的改變與遺傳疾病和癌癥有關(guān)，這是基本細(xì)胞過程如何與疾病相關(guān)的有力例證。“該領(lǐng)域仍處于早期發(fā)現(xiàn)階段，但我們的研究為基因生物學(xué)過程增添了新的見解，可能有助于未來新治療策略的發(fā)展，”Noma補充道。
      
			

			
        
      
			
      
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