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      科學家們發(fā)現(xiàn)了“垃圾”DNA的作用
      
			
      
				2019-04-22 11:34:57
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      密歇根大學生命科學研究所和霍華德休斯醫(yī)學研究所的研究人員已經(jīng)確定了被認為是“垃圾DNA”的衛(wèi)星DNA如何在將基因組保持在一起起著至關(guān)重要的作用。
      

      科學家們發(fā)現(xiàn)了“垃圾”DNA的作用
      

      他們最近在eLife雜志上發(fā)表的研究結(jié)果表明，這種遺傳“垃圾”具有確保染色體在細胞核內(nèi)正確束縛的重要功能，這是細胞存活所必需的。并且這種功能似乎在許多物種中都是保守的。
      

      這種pericentromeric衛(wèi)星DNA由一個非常簡單，高度重復的遺傳密碼序列組成。雖然它占我們基因組的很大一部分，但衛(wèi)星DNA不包含制作任何特定蛋白質(zhì)的說明。更重要的是，它的重復性被認為使基因組不那么穩(wěn)定，更容易受到損害或疾病。直到最近，科學家才相信這種所謂的“垃圾”或“自私”DNA并沒有任何真正的目的。
      

      LSI的研究教授，該研究的第一作者Yukiko Yamashita說：“但我們并不完全相信這只是基因組垃圾。”“如果我們不積極地需要它，如果沒有它會給我們一個優(yōu)勢，那么進化可能會擺脫它。但這種情況并沒有發(fā)生。”
      

      Yamashita和她的同事決定看看如果細胞不能使用這種pericentromeric衛(wèi)星DNA將會發(fā)生什么。因為它存在于長而重復的序列中，所以研究人員不能簡單地將整個衛(wèi)星DNA從基因組中變異或切割出來。相反，他們通過D1(一種已知與衛(wèi)星DNA結(jié)合的蛋白質(zhì))接近了這個問題。
      

      研究人員從常用的模式生物Drosophila melanogaster(果蠅)的細胞中去除了D1。研究小組迅速注意到生殖細胞 - 最終發(fā)育成精子或卵子的細胞 - 正在死亡。
      

      進一步分析顯示，垂死的細胞在包括基因組片段的細胞核外形成微核或微小芽。沒有整個基因組包裹在細胞核中，細胞就無法存活。
      

      研究人員認為，D1蛋白與衛(wèi)星DNA結(jié)合，將所有染色體拉在細胞核中。如果D1蛋白不能抓住衛(wèi)星DNA，那么細胞就會失去形成完整細胞核并最終死亡的能力。
      

      “這就像形成一束花，”Yamashita說，他也是密歇根大學醫(yī)學院細胞和發(fā)育生物學教授，也是HHMI研究員。“這種蛋白質(zhì)具有多個結(jié)合位點，因此它可以結(jié)合到多個染色體上并將它們包裝在一起，防止個別染色體浮出細胞核。”
      

      該團隊使用小鼠細胞進行了類似的實驗并發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果：當他們移除通常與小鼠衛(wèi)星DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)時，細胞再次形成微核并且不能存活。
      

      果蠅和小鼠細胞的相似發(fā)現(xiàn)使Yamashita和她的同事們相信，衛(wèi)星DNA對于細胞存活至關(guān)重要，不僅僅是模式生物，而是跨越將DNA嵌入細胞核的物種- 包括人類。
      
			

			
        
      
			
      
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