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      活細(xì)胞自組織的新機(jī)制
      
			
      
				2019-02-14 09:41:10
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      染色體是細(xì)胞核內(nèi)的結(jié)構(gòu)，其攜帶大部分遺傳信息并負(fù)責(zé)其儲(chǔ)存，轉(zhuǎn)移和實(shí)施。染色體由非常長(zhǎng)的DNA分子 - 多個(gè)基因的雙鏈形成。鑒于細(xì)胞核的直徑通常約為百分之一毫米或甚至更小，而構(gòu)成人類基因組的DNA的總長(zhǎng)度約為兩米，顯然DNA必須非常緊密地包裝。
      

      活細(xì)胞自組織的新機(jī)制
      

      DNA-蛋白質(zhì)原纖維僅在細(xì)胞分裂期間形成可見的有絲分裂染色體。但是在這些分裂之間，DNA不僅僅漂浮在細(xì)胞核中，為了避免纏結(jié)或破碎，它被纏繞在稱為組蛋白的特殊蛋白質(zhì)上，如線軸上細(xì)長(zhǎng)的細(xì)線，然后折疊成這樣一種方式使得DNA鏈的一些部分彼此靠近并且可以相互作用以形成緊密的聚集體。這些緊湊區(qū)域稱為“拓?fù)湎嚓P(guān)域”或TAD。相反，位于TAD之間的區(qū)域(“TAD間”)的特征在于低水平的相互作用。
      

      由羅蒙諾索夫莫斯科國(guó)立大學(xué)的Sergei Razin領(lǐng)導(dǎo)的一組俄羅斯研究人員研究了染色質(zhì)的絲狀DNA-蛋白質(zhì)原纖維如何堆疊在三維結(jié)構(gòu)中 - TAD和TAD間。研究結(jié)果已發(fā)表在基因組研究中，并在本期“ 自然評(píng)論遺傳學(xué)”的研究重點(diǎn)部分也有所提及。
      

      “線軸”“喧囂” - 基因改變
      

      “以前，一些作者已經(jīng)證明，哺乳動(dòng)物和果蠅的基因組被組織成緊湊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)域 - 由一些邊界區(qū)域分隔的TAD，”Razin說。“然而這些邊界地區(qū)的性質(zhì)仍然不明確。大多數(shù)作者認(rèn)為，緊密域之間這些邊界的存在是由特殊的”分裂“基因組元素 - 絕緣體的存在決定的。但是沒有人可以解釋它們的作用機(jī)制我們已經(jīng)證明TAD被基因組的活性區(qū)域分開，這些區(qū)域含有在所有類型細(xì)胞中都有效的管家基因。工作基因中染色質(zhì)的特征足以解釋為什么這樣的染色質(zhì)不能存放在緊湊的TAD中。
      

      俄羅斯科學(xué)家能夠展示DNA蛋白原纖維本身如何適應(yīng)三維結(jié)構(gòu)。這是活細(xì)胞自組織機(jī)制的生動(dòng)證明。正是這項(xiàng)工作的概念部分與世界各地的研究人員產(chǎn)生了共鳴。
      

      基因開啟和關(guān)閉 - 疾病出現(xiàn)
      

      “在俄羅斯，我們多年來在基因組學(xué)方面沒有這樣的突破性工作。由于生物學(xué)，生物信息學(xué)和物理學(xué)的作者群體的跨學(xué)科性質(zhì)，這成為可能。計(jì)算機(jī)模擬對(duì)于確認(rèn)研究結(jié)果已經(jīng)成為可能。由于在密歇根州立大學(xué)存在超級(jí)計(jì)算機(jī)Lomonosov，“Razin說。
      

      俄羅斯研究人員的調(diào)查結(jié)果可能為重要的實(shí)際發(fā)展提供基礎(chǔ)。科學(xué)家有充分的理由相信TAD也是調(diào)節(jié)域，其中增強(qiáng)子(增加基因表達(dá)的小片段DNA)可激活多種組織特異性基因。因此，作為染色體重排或其分離的結(jié)果，TAD的結(jié)合可導(dǎo)致由任何給定的增強(qiáng)子激活的基因譜的變化，并且這可能是各種疾病的原因。
      

      老病的新方法
      

      根據(jù)Razin的說法，對(duì)這些疾病形成機(jī)制的了解將使基于科學(xué)的治療策略成為可能。目前，許多制藥公司已經(jīng)積極參與所謂的表觀遺傳藥物的開發(fā)，所述表觀遺傳藥物例如可以使癌細(xì)胞失去不受控制地繁殖的能力。然而，通過分析各種化合物對(duì)表觀遺傳機(jī)制的作用的影響，目前這項(xiàng)工作主要是隨機(jī)進(jìn)行的。為了使這些藥物的搜索更有意義，必須了解基因轉(zhuǎn)錄的表觀遺傳控制是如何起作用的。目前很明顯，這些系統(tǒng)會(huì)影響染色質(zhì)內(nèi)DNA的包裝。
      
			

			
        
      
			
      
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