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Cell:鉴别出人类和古细菌染色体的关键相似之处

来源:本站原创 2019-10-17 08:39

2019年10月17日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中,来自印第安纳大学的科学家们通过研究首次揭示了人类和古细菌染色体组织的相似之处,相关研究结果或能支持研究人员对古细菌的研究来理解与细胞基因表达错误相关的人类疾病,比如癌症等。

图片来源:Stephen Bell, Indiana University

人类和古细菌染色体中相似的DNA成簇具有非常重要的意义,因为这些特定基因的激活或失活取决于其被折叠的方式,研究者Stephen Bell指出,DNA的错误折叠会引发错误的基因被开启或关闭,有研究表明,在人类细胞生长期间,开启或关闭错误基因的表达会导致基因表达的改变,从而诱发组织癌变。

古细菌是一种非常简单的单细胞生物,其处于地球上生命的三个领域之一,尽管古细菌存在于包括人体在内的各种环境中,但与另外两个生命领域(细菌和真核生物,包括人类等哺乳动物)相比,人类对古细菌知之甚少;古细菌在遗传水平上也比细菌更接近真核生物。这项研究中,研究人员首次对古细菌染色体的DNA组织进行了观察分析,关键的相似之处是DNA会根据其功能被排列成簇或离散区室的方式。

研究者表示,当我们首次看到古细菌DNA的互作模式后,我们震惊了,其就好像我们在人类DNA中观察到的那样;此外,研究者还首次描述了在细胞生长期间用于组装古细菌DNA的特殊蛋白,研究者将这种大型蛋白复合体称之为“coalescin”(因其与真核生物名为“condensin”的蛋白极其相似)。利用古细菌作为模型的优势在于其能帮助研究人类细胞生长过程中DNA组装及DNA组装与诱发癌症基因激活之间的关联。

人类细胞非常复杂,理解指导DNA折叠的规则也极具挑战性,古细菌的简单特性意味着其能作为一种新型模型来帮助理解与人类细胞过程相关的基本事件;这项研究中,研究者利用硫化叶菌属(Sulfolobus)进行研究,硫化叶菌是一种能在极高温度下生长的古细菌,因其具有物理持久性使其能更容易进行研究,硫化叶菌在全球各地都存在,尤其是在圣海伦火山和黄石国家公园的温泉等地。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Naomichi Takemata,Rachel Y.Samson,Stephen D.Bell. Physical and Functional Compartmentalization of Archaeal Chromosomes, Cell (2019). DOI: 10.1016/j.cell.2019.08.036

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