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      人類(lèi)人工染色體繞過(guò)著絲粒路障
      
			
      
				2019-07-28 15:10:31
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      人工染色體(HACs)可以成為了解哺乳動(dòng)物染色體功能和創(chuàng)造合成生物系統(tǒng)的有用工具，但在過(guò)去的20年中，它們受到效率低下的人工著絲粒的限制。研究人員宣布，他們已經(jīng)在這個(gè)關(guān)鍵部分取得了進(jìn)展。人工染色體(HACs)可以成為了解哺乳動(dòng)物染色體功能和創(chuàng)造合成生物系統(tǒng)的有用工具，但在過(guò)去的20年中，它們受到效率低下的人工著絲粒的限制。在7月25日的Cell期刊上，研究人員宣布他們?cè)谶@個(gè)關(guān)鍵部分取得了進(jìn)展。
      

      人類(lèi)人工染色體繞過(guò)著絲粒路障
      

      “這個(gè)著絲粒過(guò)去被稱(chēng)為染色體的黑盒子，”賓夕法尼亞大學(xué)生物化學(xué)和生物物理學(xué)教授Ben Black說(shuō)。“如果你正在研究任何一種生物過(guò)程，你希望能夠建立它，那就是我們?cè)谶@里取得進(jìn)展的地方。”
      

      在哺乳動(dòng)物中，著絲粒 - X形染色體的中心點(diǎn) - 確保染色體在細(xì)胞分裂時(shí)遺傳，充當(dāng)紡錘體纖維的錨，將復(fù)制的染色體拉成兩半。天然人著絲粒的遺傳序列是數(shù)千次重復(fù)的171堿基對(duì)序列。著絲粒DNA也必須在細(xì)胞中進(jìn)行表觀遺傳修飾才能正常發(fā)揮作用。這些表觀遺傳標(biāo)記(DNA上的蛋白質(zhì)和化學(xué)標(biāo)記)被認(rèn)為是由人CENP蛋白在著絲粒處建立的。
      

      第一代HAC依賴于重復(fù)著絲粒序列和CENP-B。但是重復(fù)的序列使著絲粒很難克隆用于實(shí)驗(yàn)室的研究。因此，“最近報(bào)道的所有合成染色體都使用有意去除重復(fù)元素的方法，”布萊克說(shuō)，這使得將酵母人工染色體中的技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)镠AC變得不可能。
      

      Black的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)建了兩個(gè)新的HAC：既不使用CENP-B，也不使用CENP-B。“我們希望看看我們是否可以通過(guò)賦予我們放入細(xì)胞中的DNA以及表觀遺傳標(biāo)記來(lái)破壞規(guī)則，”布萊克說(shuō)。它們的改進(jìn)消除了對(duì)CENP-B的要求，使HAC在細(xì)胞培養(yǎng)中更可靠地遺傳，并為研究人員提供了用基因組方法研究它們的機(jī)會(huì)，這在以前是不可能的。
      

      CENP-B雖然對(duì)于天然染色體不是必需的，但直到現(xiàn)在才被認(rèn)為是人工著絲粒形成所必需的。一個(gè)密切相關(guān)的蛋白質(zhì)CENP-A實(shí)際上是著絲粒的基本表觀遺傳標(biāo)記，而B(niǎo)lack和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠?qū)ENP-A的組裝指向進(jìn)入的HAC DNA。
      

      Black和他的團(tuán)隊(duì)制作的下一代HAC將允許對(duì)功能性染色體的基本成分進(jìn)行更徹底的研究。因?yàn)樗麄兊腍AC版本沒(méi)有長(zhǎng)重復(fù)部分，Black的團(tuán)隊(duì)能夠使用基因組方法來(lái)分析形成著絲粒的序列。更可靠的HAC還將為復(fù)雜的合成生物系統(tǒng)打開(kāi)大門(mén)，這些系統(tǒng)需要比病毒更長(zhǎng)的序列，這是目前提供合成遺傳系統(tǒng)的常用模式。
      
			

			
        
      
			
      
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