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        科學家們在我們的細胞中繪制了一個復雜的芭蕾舞劇
        
			
        
				2019-04-01 15:02:56
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        多年來，科學家們一直在研究人類染色體及其攜帶的DNA，研究構(gòu)成每個細胞的遺傳密碼，以尋找從眼睛顏色到先天性疾病的所有線索。然而，在一項新的研究中，科學家已經(jīng)證明細胞內(nèi)染色體的運動也可能在人類的特征和健康中發(fā)揮作用。
        

        科學家們在我們的細胞中繪制了一個復雜的芭蕾舞劇
        

        在自然通訊雜志上發(fā)表的一篇論文中，德克薩斯大學奧斯汀分校的科學家利用計算機建模繪制了染色體的運動圖，展示了數(shù)十億的堿基對DNA是如何被填充到一個不可思議的小空間而不會被糾結(jié)的。他們第一次表明這種運動是緩慢的，像玻璃一樣，從一種細胞類型到另一種細胞類型不同，甚至在相同類型的細胞中也是如此。更好地理解這一運動可能對遺傳病，人類健康和基因編輯的研究產(chǎn)生重大影響。
        

        “奧斯汀化學系主任Dave Thirumalai說：”我們選擇不僅考慮結(jié)構(gòu)，而是通過動態(tài)來了解這些大量遺傳信息的包裝方式，以及不同基因座的移動方式。“我們了解到，不僅僅是您需要擔心的遺傳密碼。如果運動的時機關(guān)閉，您可能最終會出現(xiàn)功能失常。”
        

        Thirumalai與馬里蘭大學的主要作者和研究生Guang Shi一起研究了兩條不同的染色體是如何移動的。在計算機模型中，一條染色體在復制后開始看起來像一個展開的紗線球。慢慢地，染色體開始自我折疊。它形成染色體液滴，就像串在項鏈上的玻璃珠，然后纏繞成一個球。即使在染色體達到這個緊湊階段之后，運動仍在繼續(xù)。
        

        “我們發(fā)現(xiàn)染色體的運動緩慢，讓人想起玻璃樣行為。我們相信這可能會對細胞如何單獨和集體表現(xiàn)出深遠的影響，”施說。“此外，染色體的不同區(qū)域以不同的速度移動。”
        

        該團隊選擇觀察染色體5和10，繪制每個移動的方式。在5號染色體上發(fā)現(xiàn)的基因與某些形式的白血病，帕金森病和男性不育癥有關(guān)。10號染色體上的基因與卟啉癥的類型有關(guān)，這是一種血液病;膠質(zhì)母細胞瘤，一種侵襲性腦癌;和一種先天性耳聾。在該模型中，很明顯每個染色體的運動都會發(fā)生變化，這取決于細胞。例如，一個細胞中的染色體5可能與另一個細胞中的移動方式非常不同，也許更慢。
        

        Thirumalai建議將DNA視為一本帶有人類食譜的書，其中您需要的信息在第264頁。閱讀代碼很容易。但我們現(xiàn)在明白這本書正在經(jīng)歷時空。這可能使找到第264頁更加困難。
        

        “基因表達是細胞最重要的生物學功能之一，是一個動態(tài)過程而不是靜態(tài)過程，”施說。“對于在人體細胞中表達的每個基因，染色體的遠端區(qū)域必須接觸。當這些動力過程被破壞時，細胞可能由于幾個關(guān)鍵基因的表達失敗而死亡，或者有時會變成癌細胞。 “
        

        Shi說，染色體見面需要多長時間，當它們相遇時，以及它們保持接觸的時間長度 - 像這樣的研究揭示的東西 - 可以提高科學家對某些疾病的認識。研究人員希望繼續(xù)研究不同類型的染色體的動態(tài)和探索是否異常細胞，如癌癥細胞，有不同的力度。
        

        Thirumalai說：“看看癌細胞中是否有一些突變，如果運動不同，那將是非常有趣的。”
        

        韓國高等研究院的研究人員也為這項研究做出了貢獻。資金來自美國國家科學基金會和德克薩斯大學奧斯汀分校的Collie-Welch董事會主席。
        
			

			
          
        
			
        
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