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Mol Cell:机体DNA的形成方式为何对人类健康影响如此之大?

来源:本站原创 2019-09-16 10:15

2019年9月16日 讯 /生物谷BIOON/ --我们对机体基因组了解地越多,出现的谜团就会越多,比如,携带相同致病突变的人群为何会有不同的疾病进展和症状出现;尽管科学家们对人类基因组完成测序已经超过15年时间,但时至今日,我们仍然无法解释发生在非编码或基因组“垃圾”区域中绝大多数基因变异的重要性。

图片来源:CC0 Public Domain

近日,一项刊登在国际杂志Molecular Cell上的研究报告中,来自Sanford Burnham Prebys医学发现研究所的科学家们通过研究利用一种名为Hi-C的先进技术就揭开了其中的奥秘,Hi-C能够绘制出蛋白质与紧密缠绕的DNA之间的数百万张互作图谱;文章中,研究者发现,名为MyoD的特殊蛋白(肌肉发育的重要调节子)能够重塑染色质的架构从而改变基因的表达,这就解释了基因突变影响机体健康的分子机制。

研究者Pier Lorenzo Puri说道,目前临床医学上最大的谜团之一就是携带相同突变的人群为何会表现出不同的机体症状;本文研究结果表明,某些基因突变或会通过改变DNA“线圈”并干扰其3-D形状的方式来影响机体健康,这种改变可能是有帮助的或有害的,这或许也能够解释为何某些个体天生喜欢运动。这项研究中,研究者利用多种基因组技术绘制出了MyoD和染色质之间的相互作用图谱(当细胞在MyoD表达时转化为骨骼肌时),他们发现,在该过程中,MyoD能重排染色质的形状,这就类似于重复缠结的鞋带一样。

更重要的是,研究者发现,MyoD驱动的3-D染色质结构重置是通过非编码的基因组元件之间的相互作用来介导的,而在基因组非编码区域大部分的疾病相关基因突变都会出现,相关研究表明,非编码的基因组或许能扮演一种结构元件来定义染色质架构,这或许能帮助有效预测这些突变的功能性结果。

研究者希望能利用本文研究结果来解开其它基因组奥秘,他计划对未知重要性的基因突变全球数据库进行筛选,这意味着科学家们并不确定这些变化是无害的还是会引发疾病,研究者想通过建立模型来帮助更好地理解这些基因突变在个体对环境变化的反应乃至最终引发疾病上所扮演的关键角色。

最后研究者Puri说道,很多基因突变能够改变染色质的折叠方式,其并不会直接引发疾病,这些改变会增加或降低人群的患病风险,我们希望后期能通过更为深入的研究来揭示这些基因组奥秘并帮助更多人获得隐藏在DNA中的秘密。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Alessandra Dall’Agnese,Luca Caputo,Chiara Nicoletti,et al. Transcription Factor-Directed Re-wiring of Chromatin Architecture for Somatic Cell Nuclear Reprogramming toward trans-Differentiation, Molecular Cell (2019). DOI: 10.1016/j.molcel.2019.07.036

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