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Cell:基因“接吻”

日期: 2014-09-28
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       一项突破性的研究发现将对我们了解我们的遗传蓝图 DNA 的功能产生重大的影响,来自南非的科学家们第一次揭示了,当基因在三维空间中互作,或可说是参与“基因接吻”(gene kissing)时,对于细胞内的基因开启会造成重大的影响。这一里程碑式研究发现发表在世界最著名的研究期刊《细胞》(Cell)杂志上。
  “基因接吻”是基因激活的原因或只是一个结果,是一个长期存在的生物学问题。来自南非金山大学和科学工业研究协会(CSIR)的科学家研究小组最终解答了这个问题。
  研究人员通过一些独创性的实验证实了“基因接吻”可以开启基因。这一研究发现阐明了基因是如何从无活性状态转变至活性状态的,以及不同的基因可以同时协调其活性的机制。
  在我们的每个细胞中都存在令人难以置信的长达 1.2 米的 DNA ,其紧密卷曲盘旋缩小至只有一粒沙子的 1/50 大小。基因编码了我们的身体性状,如眼睛的颜色或血型。 DNA 则为持续发挥功能、维持我们生存的基因指定了遗传密码。细胞会根据需要来开启和关闭基因。多年来,基因活性调控机制一直是热点研究课题,科学家们有一段时间怀疑基因之间的物理接触——基因接吻有可能发挥了作用。
  金山大学分子医学和血液病学系抗病毒基因治疗研究部副教授 Marco Weinberg 说:“ DNA 就像意大利面一样在细胞内盘绕和缠结。因此在很多的地方 DNA 相互接触和相交。这种相互作用有可能对于细胞读取和注释 DNA 中的信息至关重要,但此前从未有人证实过这一点。”
  该研究小组在南非定制了最先进的显微镜,这一重要的工具使得研究人员能够深入窥探细胞核,以单分子分辨率成像基因活性。借助这些显微镜,研究人员查看了单基因的活性。随后,利用 DNA 切割酶(又称‘分子剪’),他们在精确位点切割 DNA 阻止了基因之间相互接触。“能够以这种方式改变遗传密码是分子生物学的一个‘圣杯’,直到最近才成为可能。采用这种方法,研究人员证实一些基因‘接吻’是为了让自身被‘开启’,令人惊讶的是在这种情况下,一个基因充当了主导基因编排其他基因的活性,”金山大学博士生 Stephanie Fannucchi 说。

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