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      如果干細胞變成肌細胞或者細胞決定自我毀滅
      
			
      
				2019-04-17 09:47:01
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      坐在你的每個細胞深處似乎是一個神奇的技巧：六英尺的DNA包裝在比人類頭發(fā)寬度小50倍的微小空間中。就像一串細長的遺傳意大利面，這個整個身體的DNA藍圖被折疊，扭曲和壓實，以適應(yīng)每個細胞的細胞核。
      

      如果干細胞變成肌細胞或者細胞決定自我毀滅
      

      現(xiàn)在，加州理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)展示了細胞如何以巧妙的方式組織看似巨大的基因組，以便他們可以方便地找到并獲取重要的基因。了解基因組的微妙三維組織是至關(guān)重要的，特別是因為DNA結(jié)構(gòu)的改變與某些疾病如癌癥和早期衰老有關(guān)。繪制和查明核結(jié)構(gòu)的變化可能有助于找到這些疾病的解決方案。
      

      這項工作是在生物學(xué)和遺產(chǎn)醫(yī)學(xué)研究所研究員助理教授Mitchell Guttman的實驗室完成的。一篇描述該研究的論文發(fā)表在6月7日的Cell期刊在線期刊上。
      

      雖然每個人體中絕大多數(shù)細胞含有相同的基因組，但不同類型的細胞能夠具有不同的功能，因為基因可以以不同的水平表達 - 換句話說，它們可以打開或關(guān)閉。例如，當(dāng)干細胞發(fā)育成神經(jīng)元時，在細胞核中發(fā)生一系列活動以上下調(diào)節(jié)基因表達水平。這些水平會有所不同，例如，如果干細胞變成肌細胞，或者細胞決定自我毀滅。
      

      除了基因組，核還包含稱為核體的結(jié)構(gòu)，它就像核中的微型工廠一樣，含有高濃度的細胞機器，所有這些機器都在完成類似的工作，例如打開特定的基因組或修改RNA分子在細胞中產(chǎn)生蛋白質(zhì)。這種細胞機器需要能夠在哺乳動物中有效地搜索六英尺長的DNA - 大約20,000個基因 - 以便精確地找到并控制其目標(biāo)。這是可能的，因為DNA被組織成三維結(jié)構(gòu)，使得某些基因或多或少可接近。
      

      在這項新研究中，Guttman和他的團隊描述了一種三維方法，用于繪制DNA如何在細胞核內(nèi)部組織以及染色體區(qū)域如何相互作用以及與核體相互作用的方法。該技術(shù)被稱為SPRITE(通過標(biāo)簽擴展進行的分離池識別相互作用)，允許研究人員檢查核內(nèi)分子的簇(或“復(fù)合物”)，以查看哪些分子彼此相互作用以及它們位于何處。
      

      在該技術(shù)中，核中的每個復(fù)合物被賦予不同的分子條形碼，單個復(fù)合物內(nèi)的所有分子接收相同的條形碼。然后，可以打開復(fù)合物并分析分子。這樣，科學(xué)家可以確定兩個或多個分子是否相互作用，這取決于它們是否具有相同的條形碼。
      

      在研究生Sofia Quinodoz的帶領(lǐng)下，該團隊使用SPRITE發(fā)現(xiàn)不同染色體上的基因(DNA的大折疊結(jié)構(gòu))聚集在特定核體周圍。具體而言，非活性基因 - 那些在不同染色體上被關(guān)閉的基因聚集在一個特定的核體周圍，稱為核仁，其中含有抑制基因關(guān)閉的DNA上的抑制蛋白。相反，活性基因圍繞另一種稱為核斑點的核體組成，含有幫助轉(zhuǎn)化基因并使其成為蛋白質(zhì)的分子。
      

      “雪碧，我們能夠看到成千上萬的分子-DNAs和RNA的前途在周圍單核各種‘中心’在一起的細胞，” Quinodoz，該研究報告的第一作者說。“以前，研究人員認為每條染色體都是獨立的，在細胞核中占據(jù)著自己的”領(lǐng)域“。但現(xiàn)在我們看到不同染色體上的多個基因聚集在這些細胞機構(gòu)周圍。我們認為這些'中心'可能有助于細胞保持DNA在核的不同部分整齊地打開或關(guān)閉，以使細胞機器能夠輕易地接近細胞核內(nèi)的特定基因。
      

      該論文的標(biāo)題是“高級染色體間中心在核中形成3-D基因組組織”。
      
			

			
        
      
			
      
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