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Cell:核小体修饰使细胞具有记忆功能

来源:生命经纬 2007-05-31 09:28

细胞有潜在记忆能力,例如某种酵母细胞,能从单性体突然转变为两性体。哥本哈根大学Niels  Bohr研究所研究人员利用数学模型和电脑类比技术检测细胞潜伏记忆的基本机制。本篇文章被遴选为5月18日Cell的封面文章。  

有时,某个DNA没有任何变化的个体也会出现明显的改变,这是因为实际上,所有人在身体发育过程中,有同样遗传信息的细胞采用不同的命运,形成共同特征很少的组织,如皮肤、骨、脑等。这个过程的初步机制就是细胞分化,这正是哥本哈根大学研究人员想要厘清的。Niels  Bohr研究所生物物理学教授Kim  Sneppen表示,突然的变化不是DNA本身改变,而是紧邻DNA的环境改变,引起细胞启动了某些潜伏的能力。  

DNA围绕核小体盘旋,核小体可以携带不同的化学修饰,或者允许或者抑制缠绕其上的DNA表达。细胞每次分裂时,双链DNA分裂为两条单链,每条单链再生成新的双链。核小体尽管不像DNA链一样复制,它们分布在两个新生成的DNA双链间,空的地方由新的核小体填充。因此细胞分裂是特定DNA区域的核小体成分发生改变的机会。而且化学反应也会使不同类型核小体之间发生互换。  

在这项实验过程中,分子生物学家使用的是一个突变的酵母细胞,该细胞为双稳态,可能成为单性体也有可能形成两性体。结果显示,平均2000个细胞继代中会出现一个自发变化。

研究人员利用来自核小体微观状态的正回馈记录所建立的数学模型进行分析,进一步了解细胞DNA相同而分化命运不同的机制。研究人员发现核小体之间的交流和正回馈似乎在个体细胞中构成了基本记忆机制。
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