研究人員發(fā)現(xiàn)人類和古細(xì)菌染色體之間的關(guān)鍵相似之處
印第安納大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項研究首次發(fā)現(xiàn)了人類染色體和古細(xì)菌之間的相似性。這一發(fā)現(xiàn)可以支持古細(xì)菌在研究中了解與細(xì)胞基因表達(dá)錯誤有關(guān)的人類疾病,例如癌癥。
這項研究的主要作者是斯蒂芬·貝爾(Stephen Bell),他是IU布盧明頓分校藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院生物學(xué)教授兼分子和細(xì)胞生物化學(xué)系系主任。這項研究將于9月19日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。
人類和古細(xì)菌染色體中類似的DNA簇非常重要,因為某些基因會根據(jù)它們的折疊方式激活或失活。
DNA的不正確捆綁或“折疊”會導(dǎo)致錯誤的基因被打開或關(guān)閉。研究表明,在人類細(xì)胞生長過程中打開或關(guān)閉錯誤的基因會導(dǎo)致基因表達(dá)的改變,最終可能致癌。
古細(xì)菌是簡單的單細(xì)胞生物,構(gòu)成地球上三個生命域之一。盡管在包括人體在內(nèi)的各種環(huán)境中都發(fā)現(xiàn)了古細(xì)菌,但與其他兩個領(lǐng)域(細(xì)菌和真核生物,包括人類等哺乳動物)相比,人們對古細(xì)菌的了解卻很少。在基因水平上,它們還比細(xì)菌更類似于真核生物。
IU研究是第一個可視化古細(xì)菌染色體中DNA組織的研究。關(guān)鍵的相似性是根據(jù)其功能將DNA排列成簇的方式-或“離散分隔”。
貝爾說:“當(dāng)我們第一次看到古細(xì)菌DNA的相互作用模式時,我們感到震驚。” “看起來就像人類DNA所見。”
該研究也是第一個描述在細(xì)胞生長過程中用于組裝古細(xì)菌DNA的蛋白質(zhì)的研究。由于這種大蛋白質(zhì)復(fù)合物與真核生物中稱為“凝縮蛋白”的蛋白質(zhì)相似,因此將其稱為“ coalescin”。
使用古細(xì)菌作為模型來研究人類細(xì)胞生長過程中DNA的組織的優(yōu)勢-以及該組織與可能觸發(fā)癌癥的基因激活之間的關(guān)系-相對簡單。
貝爾說:“人類細(xì)胞極其復(fù)雜,要了解控制DNA折疊的規(guī)則非常具有挑戰(zhàn)性。” “古細(xì)菌的簡單性意味著它們有可能成為一個極好的模型,以幫助理解人類細(xì)胞中基本相關(guān)但復(fù)雜得多的細(xì)胞過程。”
這項研究使用的是古細(xì)菌屬Sulfolobus,它在極高的溫度下會繁盛,因為它們的物理耐久性使其更易于在實驗中使用。硫磺菌遍布全球,特別是在圣海倫山的火山和黃石國家公園的溫泉等地。
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