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      研究表明遺傳物質(zhì)的3D組織如何幫助物種長期存在
      
			
      
				2019-02-22 10:09:51
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      從父親到兒童，遺傳信息的傳遞需要在精子中仔細(xì)包裝DNA。但是，自然包裝這種DNA以備后代的方式尚不清楚?？茖W(xué)家利用新技術(shù)揭示成熟雄性生殖細(xì)胞中DNA的三維組織，揭示了發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，有助于解釋父親如何將遺傳信息傳遞給后代。
      

      研究表明遺傳物質(zhì)的3D組織如何幫助物種長期存在
      

      在稱為減數(shù)分裂的男性精子發(fā)育階段捕獲了這段時(shí)期。這就是生殖細(xì)胞，稱為生殖細(xì)胞，正在成熟的精子，可以使雌性卵子受精，奠定了制造孩子所有細(xì)胞的基礎(chǔ)。在辛辛那提兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)中心的生殖生物學(xué)家發(fā)表自然結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)的研究結(jié)果表明，在將DNA包裝到精子中之前，大自然會準(zhǔn)備DNA的3D組織。
      

      當(dāng)生殖細(xì)胞實(shí)際上成為可育精子時(shí)，遺傳物質(zhì)緊密排列。雄性生殖細(xì)胞的遺傳物質(zhì)在細(xì)胞的遺傳控制中心即細(xì)胞核中具有精確的三維組織。研究人員報(bào)告說，這個(gè)3D組織對于男性來說是必要的，可以幫助他們創(chuàng)造下一代生命。
      

      “我們提出男性精子不僅僅是DNA的載體。我們的數(shù)據(jù)表明，細(xì)胞核中的三維組織有助于建立一個(gè)分子基礎(chǔ)，可以重現(xiàn)一個(gè)能夠成為下一代的完整受精卵，”Satoshi Namekawa博士說。 ，該研究的主要研究者和生殖科學(xué)部成員。
      

      這項(xiàng)研究結(jié)果開啟了新研究的可能性，以研究遺傳物質(zhì)的三維組織如何影響生育能力以及早產(chǎn)或死產(chǎn)等問題。此項(xiàng)研究的合作還包括以色列海法以色列理工學(xué)院的Noam Kaplan博士實(shí)驗(yàn)室。
      

      自然的方式
      

      利用成熟的雄性小鼠生殖細(xì)胞進(jìn)行研究，研究人員對減數(shù)分裂進(jìn)行了研究，這是雄性生殖細(xì)胞在遺傳物質(zhì)周圍移動時(shí)脫落一半染色體的階段。這是大自然規(guī)則的一部分，雄性和雌性哺乳動物各自貢獻(xiàn)其遺傳物質(zhì)的一半，以產(chǎn)生下一代遺傳整體但多樣化的成員。人類共有46條染色體，母親和父親共有23條染色體。
      

      利用一種名為Hi-C的技術(shù)，研究人員能夠顯示染色體的3D組織和相互作用，以及減數(shù)分裂雄性生殖細(xì)胞核中的基因。作者提出，在減數(shù)分裂中制備3D組織對于允許生殖細(xì)胞在給雌性卵受精后重新獲得產(chǎn)生身體所有細(xì)胞的能力的基因至關(guān)重要。
      

      “在減數(shù)分裂中，基因表達(dá)非常高且多樣化，”該研究的第一作者，Namekawa實(shí)驗(yàn)室成員Kris Alavattam說。“這些基因中的許多基因?qū)τ谏臣?xì)胞的發(fā)育是必不可少的，并且許多基因在生殖細(xì)胞中沒有其他地方表達(dá)，而且在其他任何時(shí)候都沒有。”
      

      在此期間，生殖細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)被組織在稱為基因組區(qū)室的空間相關(guān)區(qū)室中。在減數(shù)分裂的雄性生殖細(xì)胞中，研究人員注意到基因組區(qū)室比身體其他細(xì)胞的區(qū)域弱。這種弱點(diǎn)有助于促進(jìn)他們所謂的3D染色質(zhì)組織的全局重編程。這種染色質(zhì)組織 - DNA與DNA結(jié)合蛋白的包裝 - 促進(jìn)必需的基因表達(dá)和生殖細(xì)胞的發(fā)育。在減數(shù)分裂后，染色質(zhì)的基因組區(qū)室變得更強(qiáng)和更強(qiáng)，以高度有組織的方式包裝DNA作為準(zhǔn)備生殖的細(xì)胞。
      

      為了更深入地了解人們對生殖健康問題可能做出的貢獻(xiàn)，科學(xué)家現(xiàn)在希望利用他們的實(shí)驗(yàn)室建模系統(tǒng)來了解3D染色質(zhì)組織的破壞如何影響生育能力。
      
			

			
        
      
			
      
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