作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2023/4/28 11:05:42
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迷你“钥匙”决定DNA形状

 

科技日报北京4月27日电 (记者张佳欣)据最新一期《自然·结构与分子生物学》杂志报道,荷兰癌症研究所研究人员揭示了为什么人的DNA是X形的,并发现了一种普遍存在的机制,通过这种机制,细胞可决定DNA的形状。这一发现或对了解人类细胞行为产生更广泛的影响。

在人体里,细胞不断分裂成新的细胞。在此过程中,一个细胞复制自己的DNA,并在两个新细胞之间平均分配。这说起来容易做起来难。毕竟,人类DNA有几米长,像意大利面一样塞进了看不见的微小细胞核中,如何在细胞之间公平分配DNA?

细胞有一个聪明的方法来处理这个问题。它们复制DNA后,将其变成紧凑的包裹。在此过程中,细胞将两个DNA连接在中间,在显微镜下,这样的包裹看起来像一个X。

在细胞分裂之前,X从中间释放,然后,X的每个“手臂”都会进入一个单独的细胞。如果这一过程出错,新细胞获得的DNA会比正常细胞多或少,这可能会导致它们的进程脱轨。例如,癌细胞通常含有异常数量的DNA。

研究人员表示,染色体实际上由两条相同的长DNA线组成。环状黏连蛋白分子将两根线连在一起。环状黏连蛋白打开,导致DNA的“手臂”分开。而DNA中段部分保持紧密闭合,这是由Shugoshin蛋白导致的。

研究发现,Shugoshin使用了一种分子键,恰好可插入黏连蛋白中的一个“钥匙孔”,从而锁定黏连蛋白。由于Shugoshin在染色体的中心,因此只有在那里它才能锁定黏连蛋白,这使得染色体呈X形。

CTCF蛋白与Shugoshin其中一段具有完全相同的分子键,可插入相同的黏连蛋白“钥匙孔”,它也使用这一点来锁定黏连蛋白。

研究表明,存在一种细胞决定DNA形状的通用机制,即调节DNA的各种重要蛋白质使用相同的分子“密钥”来控制黏连蛋白。在正确的时间以及在DNA的正确位置锁定黏连蛋白,可确定染色体的形状。

 
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