DNA螺旋的形狀證明與其序列一樣重要

已經(jīng)深入研究了對(duì)細(xì)胞分裂和胚胎發(fā)生至關(guān)重要的充分研究的蛋白質(zhì)Polycomb的DNA結(jié)合機(jī)制。這是一項(xiàng)了不起的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗C明DNA的形狀至少與蛋白質(zhì)在DNA中與DNA序列結(jié)合的位置一樣重要。DNA形狀的作用尚未如此清楚地證明。Radboud大學(xué)的研究人員將于5月28日在Nature Genetics的科學(xué)期刊上發(fā)表他們的研究結(jié)果。

除了對(duì)DNA定義其功能的代碼(“字母序列”)的經(jīng)典解釋外，多年來已知DNA的螺旋形狀也可能起作用。“我們目前能夠閱讀人類基因組中的內(nèi)容，但了解這些機(jī)制并非易事，”參與本研究的研究人員之一，分子發(fā)育生物學(xué)教授Gert Jan Veenstra說。“螺旋形狀也涉及DNA功能的概念，是一種有趣的新方法，可以感知DNA。它可以導(dǎo)致理解其功能，以及蛋白質(zhì)在某些地方與DNA結(jié)合的方式。”

研究的Polycomb蛋白質(zhì)復(fù)合物由一組對(duì)細(xì)胞分裂至關(guān)重要的蛋白質(zhì)組成：通過使用MTF2蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合，它可以關(guān)閉決定細(xì)胞分裂率的特定基因。除了對(duì)胚胎的正常發(fā)育非常重要外，Polycomb突變還在以后的各種癌癥的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

實(shí)踐一種新的生物學(xué)形式

Polycomb的DNA結(jié)合機(jī)制的發(fā)現(xiàn)是第一個(gè)具體的例子，其中DNA的形狀比DNA中包含的代碼對(duì)蛋白質(zhì)的功能起著更重要的作用。事實(shí)證明，如果后者相對(duì)解開，蛋白質(zhì)只能與DNA螺旋結(jié)合。Veenstra：“由于DNA結(jié)合蛋白不與DNA中的特定序列結(jié)合，因此很難使用常規(guī)研究方法找到蛋白質(zhì)的工作機(jī)制。”在過去的二十年里，該領(lǐng)域的許多人一直在積極尋求這種機(jī)制。

研究人員能夠使用算法提取工作模型。“如果不使用來自人類，老鼠，斑馬魚和青蛙的大量數(shù)據(jù)，我們就永遠(yuǎn)無法找到這種機(jī)制，”參與該研究的Simon van Heeringen說。研究人員說，這是一種實(shí)踐生物學(xué)的新方法。Van Heeringen：“如果沒有這種形式的研究，機(jī)器學(xué)習(xí)，這個(gè)科學(xué)領(lǐng)域?qū)o法進(jìn)一步發(fā)展。”

促進(jìn)遺傳學(xué)和癌癥研究

根據(jù)Veenstra的說法，他們的發(fā)現(xiàn)將促進(jìn)對(duì)DNA形狀的研究：“還有許多其他蛋白質(zhì)的機(jī)制我們并不真正理解：其中許多蛋白質(zhì)在癌癥的發(fā)展中也起著重要作用。”

與Radboudumc和其他醫(yī)學(xué)研究人員合作進(jìn)行的后續(xù)研究應(yīng)該能夠進(jìn)一步了解Polycomb在癌癥中的確切作用以及新療法的潛力。

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