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人类首次看清楚遗传控制通路物流

发布时间:2019-11-29 20:02:00 阅读: 来源:切墙机厂家

科学网-人类首次看清楚“遗传控制通路”

3月29日《自然》杂志上刊登了一项令人兴奋的研究,美国宾西法尼亚州立大学(Penn State University)的科学家揭示出第一张完整的 高分辨率 遗传控制通路结构图,人类第一次清楚地看到了适用于所有基因组的基因受控表达机制。该结构图指明了DNA上关键控制基因 核小体的精确位置,它是由DNA在一些区域缠绕着组蛋白核形成的线团结构。研究表明,位于转录启动位置的核小体控制着细胞内基因功能的打开与否。该研究的许多惊人发现共同揭示了核小体系统结构与其调控的潜在DNA序列间的隐密关系。该研究的主要负责人、生物化学和分子生物学教授B. Franklin Pugh表示, 我们现在已经准确地知道核小体在DNA分子中的位置以及它们所缠绕并紧密控制的DNA碱基序列。 在这些碱基序列中,Pugh和同事揭示出了遗传控制关键通路的结构,它受核小体控制,并在基因开始转录前被开启。该研究表明,几乎所有的基因在转录开始时都具有相同类型的通路结构,而且这些通路位于核小体的相同位置。尽管该研究同时发现了少数不符合这一规范的基因模式,但这是科学家第一次明确发现这些通路位于核小体的相同位置,并具明显是有一致性的。该研究同时发现,位于转录启动控制中心位置的核小体在DNA分子上大约占据着数个重叠位置,一般是10个碱基对,这与DNA双螺旋结构的周期旋转长度精确吻合。为了得到高清晰度结构图,研究人员利用抗体绑定酵母菌基因核小体组蛋白核H2A.Z,从而在酵母菌基因的6000个区域中分离出322000个核小体。随后,科学家利用先进DNA测序仪器(state-of-the-art DNA-sequencing machine)测定了每个核小体中的碱基序列。通过将测定结果与此前发表的酵母菌基因组对照,研究人员查明了H2A.Z核小体的起始位置,得出了上述结论。该研究的另一个重大发现就是转录启动控制中心(transcription-promoter control centers)往往位于核小体的外部边缘,并且向外面对着DNA螺旋,使得细胞的转录蛋白更容易找到它们。Pugh表示,这一 安排 是有意义的,当信号蛋白到达控制中心时,它们要协助松开核小体,从而能够开始读取基因。现在科学家已经知道,核小体会使转录通路保持关闭,直到有需要时,核小体的DNA缠绕会被细胞内分子机制松开,从而打开通路,细胞分子转录开始。Pugh说,核小体的作用应该就是控制转录的通路。新的研究结论极大地简化了之前关于基因组装结构的理论。Pugh表示,各种基因虽然具体的序列并不相同,但基因体系形成特定的序列和结构的根本方式是一样的。此次发现对未来研究和实际应用的指导意义无疑是巨大的,科学家将有望籍此发现更多的基因调控区域。更多阅读(英文)《自然》报道原文B. Franklin Pugh个人主页

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