新方法揭示染色體的三維結(jié)構(gòu)

由英國劍橋Babraham研究所的Peter Fraser博士領(lǐng)導的一個科學家小組開發(fā)了一種新的方法來確定單個細胞中染色體的三維結(jié)構(gòu)。

通常說明的X形染色體結(jié)構(gòu)僅在細胞分裂時存在。弗雷澤博士及其同事已經(jīng)能夠在染色體活躍時模擬染色體的結(jié)構(gòu)。

這非常重要，因為DNA在染色體結(jié)構(gòu)中折疊的方式與DNA的使用方式密切相關(guān)。它控制何時以及如何強烈地表達基因(DNA的特定區(qū)域)。這在生物體的發(fā)育中起著關(guān)鍵作用，并且當它出錯時，在疾病中起作用。

結(jié)構(gòu)模型顯示了DNA折疊成工作染色體的復雜方式，因此所有基因都存在于三維空間中。這種新方法將使科學家們能夠研究特定基因和控制它們的DNA區(qū)域如何相互作用，以更好地了解染色體的工作原理。

該圖顯示了來自一個特定細胞的染色體的結(jié)構(gòu)模型。染色體的區(qū)域是藍色的，其中基因是活性的，黃色的，其中它與圍繞細胞核的膜相互作用。

該結(jié)構(gòu)顯示染色體的排列使得最活躍的遺傳區(qū)域(其也與其他染色體相互作用)在空間上與較不活躍的區(qū)域分離 - 與稱為Lamin-B1的蛋白質(zhì)相關(guān)。

“開發(fā)所有計算工具花了幾年才實現(xiàn)這一目標，但我們現(xiàn)在可以從這些高質(zhì)量數(shù)據(jù)中重建的結(jié)構(gòu)非常引人注目。更重要的是，這種新方法使我們能夠逐個細胞地研究染色體結(jié)構(gòu)的變異，“劍橋大學的蒂姆史蒂文斯博士說，他是該研究的共同作者，發(fā)表在”自然“雜志上。。

“了解所有基因和控制元素在特定時刻的位置將有助于我們理解控制和維持基因組的分子機制。”

“在未來，我們將研究單個發(fā)育中的干細胞所做出的個體決定，這些干細胞在群體中，至少從外部看起來是均勻的。目前，這些機制知之甚少，了解它們可能是實現(xiàn)干細胞在醫(yī)學中潛力的關(guān)鍵。“

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