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      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)基因受到“納米足球”的控制
      
			
      
				2019-05-26 18:05:01
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      約克大學(xué)的研究表明，基因是由“納米足球”控制的 - 結(jié)構(gòu)看起來像足球，但比普通球小1000萬倍。通過在轉(zhuǎn)錄因子上放置微小的發(fā)光探針- 細(xì)胞內(nèi)的特殊化學(xué)物質(zhì)控制基因是否“開啟”或“關(guān)閉” - 研究人員獲得了對基因控制方式的非凡新見解。
      

      科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)基因受到“納米足球”的控制
      

      至關(guān)重要的是，他們發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子不像以前認(rèn)為的那樣作為單個分子運行，而是作為一個球狀足球狀簇，大約有7到10個直徑大約30納米的分子。
      

      這些納米足球的發(fā)現(xiàn)不僅有助于研究人員更多地了解基因運作的基本方式，還可以提供與一系列不同遺傳疾病(包括癌癥)相關(guān)的人類健康問題的重要見解。
      

      該研究由生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(BBSRC)支持并在eLife上發(fā)表，由約克大學(xué)，哥德堡大學(xué)和瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的科學(xué)家進行。研究人員使用先進的超分辨率顯微鏡實時觀察納米足球，使用與烘焙和釀造啤酒相同的酵母細(xì)胞。
      

      負(fù)責(zé)這項工作的約克大學(xué)生物物理系主任馬克·利克教授說：“我們能夠一次看到一個分子內(nèi)部活細(xì)胞，這簡直令人嘆為觀止。
      

      “我們不知道我們會發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子是以這種聚集的方式運作的。教科書都提出單個分子被用來打開和關(guān)閉基因，而不是我們觀察到的這些瘋狂的納米橄欖球。”
      

      該團隊認(rèn)為聚類過程是由于細(xì)胞的巧妙策略，允許轉(zhuǎn)錄因子盡快到達(dá)其靶基因。
      

      Leake教授說：“我們發(fā)現(xiàn)這些納米橄欖球的大小與DNA在細(xì)胞內(nèi)被碾碎時的間隙非常接近。由于細(xì)胞核內(nèi)的DNA被擠壓，你之間的間隙很小。單獨的DNA鏈，就像漁網(wǎng)中的網(wǎng)狀物一樣。這種網(wǎng)狀物的大小非常接近我們看到的納米足球的大小。
      

      “這意味著納米橄欖球可以沿著DNA片段滾動，但隨后跳到另一個附近區(qū)域。這使得納米足球能夠比沒有納米跳躍更快地找到它控制的特定基因。換句話說，細(xì)胞可以響應(yīng)盡快發(fā)出來自外界的信號，這是生存斗爭的巨大優(yōu)勢。“
      

      基因由DNA制成，即所謂的生命分子。自20世紀(jì)50年代開創(chuàng)性的生物物理學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)DNA具有雙螺旋形狀以來，人們已經(jīng)了解了很多關(guān)于轉(zhuǎn)錄因子的信息，這些轉(zhuǎn)錄因子可以控制基因是打開還是關(guān)閉。如果基因被打開，細(xì)胞中的專門分子機器將讀取其遺傳密碼并將其轉(zhuǎn)化為單個蛋白質(zhì)分子。然后可以制造成千上萬種不同類型的蛋白質(zhì)分子，當(dāng)它們相互作用時，可以驅(qū)動建立在活細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的所有顯著結(jié)構(gòu)。
      

      控制哪些基因在任何特定時間點開啟或關(guān)閉的過程是所有生命的基礎(chǔ)。如果出現(xiàn)問題，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題。特別是，基因的功能失調(diào)轉(zhuǎn)換可導(dǎo)致細(xì)胞不受控制地生長和分裂，最終可導(dǎo)致癌癥。
      

      這項新研究可能有助于深入了解與一系列不同遺傳疾病相關(guān)的人類健康問題。接下來的階段是將這項研究擴展到比酵母更復(fù)雜的細(xì)胞類型 - 最終進入人體細(xì)胞。
      
			

			
        
      
			
      
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