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        科學(xué)家們深入研究DNA研究的黑匣子
        
			
        
				2019-01-18 10:39:38
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        佛羅里達(dá)州立大學(xué)，貝勒醫(yī)學(xué)院和哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們?cè)谝粋€(gè)人類遺傳學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)破土動(dòng)工。在發(fā)表在“ 美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上的一項(xiàng)新研究中，研究人員表明，無(wú)活性X染色體上不尋常的DNA重復(fù)元件實(shí)際上對(duì)于這種女性特異性遺傳現(xiàn)象的整體三維結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。這就是FSU生物科學(xué)副教授Brian Chadwick所描述的“基因組生物學(xué)黑箱”。
        

        科學(xué)家們深入研究DNA研究的黑匣子
        

        “這些重復(fù)元素是我們基因組中的一個(gè)未知數(shù)，”查德威克說。“沒有人知道它們起源于何處或者為什么保留它們，但通常這表明它們表現(xiàn)出一些尚未知的重要功能.X染色體上的重復(fù)序列特別有趣，因?yàn)樗鼈儾幌衿渌鸇NA序列那樣表現(xiàn)做。”
        

        在幾乎所有的雌性哺乳動(dòng)物中，有兩條X 染色體。然而，其中一條染色體幾乎完全失活，這意味著染色體上的大多數(shù)基因不一定決定生物學(xué)功能。由于沉默這條染色體對(duì)女性發(fā)育至關(guān)重要，科學(xué)家長(zhǎng)期以來一直試圖了解如何實(shí)現(xiàn)和維持這種染色體。
        

        雖然大多數(shù)染色體被包裝成無(wú)聲狀態(tài)，但有些部分不能發(fā)揮作用。大多數(shù)這些部件的獨(dú)特之處在于它們具有不尋常的重復(fù)序列，包括在一個(gè)位置處稱為DXZ4的廣泛串聯(lián)重復(fù)。
        

        在其他染色體上的其他地方也存在類似的大重復(fù)序列，并且至少一個(gè)重復(fù)序列直接參與一種常見形式的肌營(yíng)養(yǎng)不良癥，而另一個(gè)則與精神分裂癥有關(guān)。但是為什么X染色體包含這些重復(fù)以及它們正在做什么一直是個(gè)謎。
        

        兩組早期的獨(dú)立工作表明，這些重復(fù)元素在非活性染色體上經(jīng)常互相接觸，產(chǎn)生了貝勒助理教授和基因組建筑中心主任埃雷茲利伯曼艾登創(chuàng)造的“超級(jí)循環(huán)”。
        

        當(dāng)查德威克看到艾登的研究有多么互補(bǔ)時(shí)，他建議他們一起解決功能問題。在他們的最新研究中，研究人員還報(bào)告說，DXZ4參與在恒河猴和小鼠的無(wú)活性X染色體上形成超環(huán)。
        

        “原則上，人類超級(jí)環(huán)路一端存在DXZ4可能是巧合，”艾登說，他也是萊斯大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和理論生物物理中心的教員。“但DXZ4位于所有三個(gè)物種的超級(jí)環(huán)境中的事實(shí)是一個(gè)關(guān)鍵線索。”
        

        Chadwick和Aiden采用先進(jìn)的基因組工程技術(shù)從非活性X中去除DXZ4，從而產(chǎn)生迄今為止人類細(xì)胞中最大的工程化缺失之一，然后應(yīng)用創(chuàng)新方法和顯微技術(shù)，以便了解如果不這樣做將會(huì)發(fā)生什么。不存在。
        

        缺失導(dǎo)致染色體中的主要形成變化 - 它導(dǎo)致非活性X DNA的三維結(jié)構(gòu)崩潰。
        

        “在沒有這種重復(fù)的情況下，它顯著改變了X染色體的折疊和組織，”查德威克說。“這表明，第一次，這是正確的必不可少的三維結(jié)構(gòu)中的人類染色體。”
        

        “我們正在進(jìn)入令人興奮的基因組學(xué)新時(shí)代，”查德威克說。“我們對(duì)基本的基因表達(dá)和基因結(jié)構(gòu)了解很多。但我們不知道的是一切都是如何在細(xì)胞核中三維工作的。這些新的基因組工程資源和最先進(jìn)的高通量基因組由Aiden博士等實(shí)驗(yàn)室開創(chuàng)的分析工具，我們剛開始接受這一點(diǎn)。“
        
			

			
          
        
			
        
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