來自 Skoltech、NRC Kurchatov 研究所分子遺傳學研究所、羅蒙諾索夫莫斯科國立大學和其他地方的俄羅斯研究人員已經(jīng)闡明了在精子發(fā)育的兩個早期階段之間轉換的果蠅性細胞中基因激活背后的機制。
類似的機制使我們體內的細胞——肌肉、神經(jīng)、肝臟等——彼此不同，也許也與病態(tài)細胞不同。該團隊的研究結果發(fā)表在Nucleic Acids Research上，關于 DNA 呈現(xiàn)的形狀如何調節(jié)哪些基因是活躍的。這些發(fā)現(xiàn)是朝著闡明疾病機制及其與 DNA 包裝有關的原因邁出的一步。
除非您有不尋常的遺傳疾病或器官移植，否則您體內的所有細胞(生殖細胞除外)都攜帶相同的 DNA。使腦細胞的外觀和行為不同于心臟細胞的原因是 DNA 中的一組特定基因，這些基因根據(jù)組織類型和發(fā)育階段而被激活。
這種所謂的基因調控背后的機制仍然未知，但科學家們懷疑它們與 DNA 在細胞核內的包裝方式有很大關系。“DNA是一個2米長的分子，擠在細胞核內，直徑約為百分之一毫米。根據(jù) DNA 所假設的特定 3D 配置，攜帶不同基因的區(qū)域要么可被蛋白質激活，要么被埋在沒有蛋白質到達它們的地方，從而使它們失去活性，”——Skoltech 助理教授 Ekaterina Khrameva 解釋道。
如果 DNA 包裝是細胞調節(jié)活躍基因的方式，那么異常包裝會導致調節(jié)錯誤并導致疾病。她繼續(xù)說：“到目前為止，很少有疾病與不正確的 DNA 包裝明確相關，但可能還有更多。只是用于繪制 DNA 構象圖的技術——細胞核內分子的空間構型——自 2009 年以來才出現(xiàn)。”
初級研究科學家 Anna Kononkova 補充道：“問題在于，僅檢測健康細胞中的 DNA 構象并將其與患病細胞中的 DNA 構象進行對比是不夠的。為了了解這種疾病背后的機制并找出治療方法，科學家們必須準確地知道不正確的包裝對每種特定疾病的基因功能有什么影響。”
“到目前為止，我們正試圖了解 DNA 包裝如何影響基因調控的一般規(guī)則。我們使用的模型是果蠅，特別是它的未成熟性細胞，稱為精原細胞，因為它發(fā)育成精母細胞，一種前精子細胞，”她詳細說明。
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