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Nature:首次在3D空间中绘制出姐妹染色单体的构象图谱

来源:本站原创 2020-10-06 09:59

2020年10月6日 讯 /生物谷BIOON/ --长链染色体DNA分子的正确折叠对于细胞功能的正常发挥非常重要,近日,一篇发表在国际杂志Nature上的研究报告中,来自奥地利科学院分子生物技术研究所等机构的科学家们通过研究开发了一种开创性的方法来绘制复制DNA分子之间的接触点,相关研究结果阐明了基因组在人类细胞核中进行折叠的分子机制。

图片来源:IMBA

细胞非常小,每个细胞的直径仅有微米级别,然而,编码基因组的染色体DNA分子的整体长度却接近2米长,为了适应细胞,染色体DNA会被折叠很多次;DNA不仅仅是随机地挤进细胞核的,而是会折叠成为一种特殊、高度调控的结构,染色体DNA的空间组织架构会调节不同部分之间的拓扑结构的相互作用,从而支持基因组在不同细胞世代的适当表达、维持和运输等。

DNA的断裂(可能是自发的或是因放射、化学损伤所导致的)会产生严重的后果,因为其会促进DNA突变最终诱发癌症,但并非每个DNA的破坏都会产生灾难性的后果,因为细胞在修复损伤方面也拥有独创性的手段和方法。其中一个主要的DNA修复通路涉及从复制的姐妹染色单体上拷贝受损DNA的缺失信息,但要想做到这一点,姐妹染色单体的两个DNA分子需要在完全相同的基因组位置彼此靠近,然而,这两个DNA分子是如何被彼此组织起来用以支持重要的修复环节的,目前研究人员并不清楚。

这项研究中,研究者Daniel Gerlich等人就开发了一种新方法来解决这一问题,当前绘制DNA折叠图谱的方法存在一个严重的盲点,即其无法区分相同的DNA分子拷贝,解决上述问题的方法就是给DNA拷贝上贴上标签,这样就能通过DNA测序的手段对其进行有效区分了,利用这种新方法,研究人员就创建了复制染色体之间接触点的首个高分辨率图谱。

最后研究者表示,在这种新方法的帮助下,我们就能够研究调节姐妹染色单体构象的分子机制,这或将为深入理解DNA破碎修复及细胞分裂过程中杆状染色体形成的分子机制提供新的思路和见解,而这也是基因组被适当运输到子代细胞时所必需的。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Mitter, M., Gasser, C., Takacs, Z. et al. Conformation of sister chromatids in the replicated human genome. Nature 586, 139–144 (2020). doi:10.1038/s41586-020-2744-4

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