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        染色體重新配置為細胞分裂末端
        
			
        
				2019-01-30 10:25:29
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        當(dāng)細胞不再分裂時，細胞衰老是細胞生命周期中的程序化階段。有時候，就像在衰老中一樣，我們希望它不會發(fā)生這么多，有時候，就像癌癥一樣，我們希望它會發(fā)生更多。鑒于其對健康的重要影響，生物學(xué)家希望他們能夠更好地解釋當(dāng)衰老持續(xù)時細胞中發(fā)生的事情。一項新的研究有助于顯示染色體變得有些轉(zhuǎn)變，改變它們的基因表達模式。
        

        染色體重新配置為細胞分裂末端
        

        “他的三維結(jié)構(gòu)有一種重新配置，這在我看來是出乎意料的，”布朗大學(xué)生物學(xué)助理教授，科學(xué)進展研究的高級作者Nicola Neretti說。
        

        總體而言，Neretti的團隊發(fā)現(xiàn)，染色體變得更加緊湊，盡管它們的一些部分在數(shù)量上有所擴大。對其空間組織的分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)基因進入稱為“B”區(qū)域的區(qū)域，這些區(qū)域被緊密纏繞的染色質(zhì)鎖定，阻止其表達。然而，許多人進入“A”區(qū)室，這些區(qū)室更寬松，因此對基因表達更加開放。
        

        受這些變化影響的基因種類通常與衰老有關(guān)。例如，在他們的分析中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，與細胞增殖和其他相關(guān)細胞功能相關(guān)的八分之一基因從相對松散的A區(qū)轉(zhuǎn)換為限制性更強的B區(qū)。
        

        該研究結(jié)合了兩種技術(shù)。“Hi-C”染色體構(gòu)象捕獲，首次發(fā)表于2009年，使他們能夠發(fā)現(xiàn)基因在A或B染色質(zhì)區(qū)室中定位的變化。同時，利用成像技術(shù)“FISH”(熒光原位雜交)，它們熒光標(biāo)記染色體上的不同點，直接測量它們之間的物理距離。這揭示了整體的物理變化，例如衰老前后染色體的大小和緊湊性。研究人員使用許多FISH探針進一步對染色體進行成像，這種技術(shù)稱為“染色體涂料”，允許它們突出顯示整個單個染色體及其在細胞核內(nèi)的組成部分。
        

        “Hi-C為你提供了很多關(guān)于基因組中局部發(fā)生情況的信息，但是沒有給你關(guān)于物理距離的信息，這就是我們?yōu)槭裁崔D(zhuǎn)向FISH的原因，”Neretti說。“我們'遠離'了。”
        

        例如，F(xiàn)ISH和染色體涂料顯示染色體的哪些部分變得更緊湊并且擴展。在他們的研究中，科學(xué)家們看到，雖然染色體的手臂和尖端的“端粒”蜷縮起來，但相對微小的中間 - 著絲粒擴大了。在著絲點內(nèi)，稱為α衛(wèi)星的重復(fù)DNA的某些區(qū)域顯著擴大并表達。
        

        Neretti說，所有這些信息使他們能夠創(chuàng)建出染色體在衰老細胞中如何變化的第一個三維模型。Neretti實驗室的研究生Steven Criscione和John Sedivy實驗室的博士后研究員Marco De Cecco共同領(lǐng)導(dǎo)了這項工作。Neretti還贊揚了兩位本科合著者Benjamin Siranosian和Yue Zhang的貢獻。
        

        結(jié)果是兩年前許多同一作者的研究，其中包括生物學(xué)助理教授(研究)Jil??l Kreiling。他們發(fā)現(xiàn)衰老的分子推論是，衰老細胞失去了對經(jīng)常有害的DNA序列(稱為轉(zhuǎn)座子)的緊密染色質(zhì)控制，導(dǎo)致這些“流氓”元素的更大復(fù)制。
        

        Neretti說，現(xiàn)在該團隊正在深入研究隔室開關(guān)(A和B之間)，這些開關(guān)改變了衰老細胞與非衰老細胞的基因調(diào)控。他們希望更詳細地理解和模擬這些過渡及其后果。
        

        Neretti說，這項新研究有助于回答關(guān)于遺傳變化伴隨著衰老的根本問題。這個答案最終可能具有臨床意義。他說，現(xiàn)在他們對染色體中的物理變化有所了解，科學(xué)家們可以尋找可能介導(dǎo)這些變化的蛋白質(zhì)。也許，在未來的道路上，針對這些蛋白質(zhì)可以提供減緩衰老或加速衰老的方法。
        
			

			
          
        
			
        
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