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      在細胞分裂過程中發(fā)現(xiàn)新的染色體分離機制
      
			
      
				2019-01-02 09:42:09
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      當細胞分裂時，染色體需要在子細胞之間均勻分離。這種均等的染色體分布對于準確地將遺傳信息傳遞給下一代非常重要。另一方面，染色體異常分離可導致細胞死亡(細胞凋亡)或唐氏綜合癥和癌癥等疾病。為了使染色體等分，首先必須將絲狀紡錘體纖維與染色體的特定區(qū)域(著絲粒)結(jié)合。為了使紡錘體纖維正確連接，染色體的一部分必須具有稱為異染色質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。但是，形成這種結(jié)構(gòu)的機理尚未充分闡明。
      

      在細胞分裂過程中發(fā)現(xiàn)新的染色體分離機制
      

      熊本大學，大阪大學和日本國立基礎(chǔ)生物學研究所的聯(lián)合研究使用裂殖酵母來證明一些稱為“內(nèi)含子”的RNA序列促進了異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成。由于內(nèi)含子通常在轉(zhuǎn)錄后從RNA中切除，并且在基因起作用時不存在，因此認為它們沒有特別的用途。然而，這項研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)含子具有在染色體分離過程中對生物極其重要的功能。預計該發(fā)現(xiàn)將導致澄清由染色體數(shù)量異常引起的疾病的發(fā)展機制，例如唐氏綜合癥。
      

      染色體著絲粒是染色體運動和精確分離的必要區(qū)域，其中動粒結(jié)構(gòu)形成與紡錘體纖維的連接。裂殖酵母和人著絲粒的染色體DNA形成異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，其中轉(zhuǎn)錄在緊密折疊狀態(tài)下被抑制。已知異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成對于染色體著絲粒上的動粒形成是必需的。
      

      在該分析中使用的裂殖酵母是單細胞真核生物，并且通常用于研究作為分子生物學中的模式生物，因為它易于遺傳操作以用于突變菌株的分析。此外，40%的裂殖酵母基因具有內(nèi)含子，相比之下其他酵母中約4%的基因，使其與人類最相似，因為大多數(shù)人類基因具有內(nèi)含子。有趣的是，從染色體著絲粒轉(zhuǎn)錄的裂殖酵母中的非編碼RNA(不產(chǎn)生蛋白質(zhì)的RNA)對于在著絲粒本身中形成異染色質(zhì)是必需的。
      

      高等真核生物的大多數(shù)基因，例如人類，不像在大腸桿菌(Escherichia(E.)coli)中看到的那樣順序編碼遺傳信息。它們被內(nèi)含子打斷了。這些內(nèi)含子序列從DNA轉(zhuǎn)錄為RNA，然后在細胞核中切除(剪接反應)。這就是為什么內(nèi)含子序列傳統(tǒng)上被認為是沒有遺傳信息的無意義序列的原因。
      

      Tokim Tani教授在熊本大學的研究小組發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)Prp16中的一個突變參與了剪切內(nèi)含子序列的剪接反應，因此在細胞分裂過程中不可能準確地分離染色體。他們研究了為什么剪接突變體顯示染色體分離異常，并發(fā)現(xiàn)剪接突變菌株通常不會在染色體著絲粒區(qū)域形成異染色質(zhì)。然后他們分析了剪接突變株中著絲粒異染色質(zhì)形成異常的原因，表明不可翻譯RNA中的內(nèi)含子是從染色體著絲粒轉(zhuǎn)錄而來的，人工去除內(nèi)含子誘導了異染色質(zhì)形成的異常。此外，
      

      該研究首次揭示了內(nèi)含子序列，最初被認為是在基因表達過程中通常被去除的無用序列，具有控制染色體著絲粒中異染色質(zhì)形成的重要功能。“我們還發(fā)現(xiàn)，剪接因子表達的抑制會導致染色體分離異常 在人類細胞中，并澄清了人類存在類似機制的可能性，“Tani教授說。”這項研究的結(jié)果有望用于闡明由染色體數(shù)量異常引起的疾病發(fā)生的機制，如唐氏綜合癥，可能導致未來的治療。“
      
			

			
        
      
			
      
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