染色体长得像X形?90%时间内看起来可能跟书上教的不同

在教科书中,X形染色体看起来就像一把园艺剪刀,不过科学家表示,染色体在90%时间里都不是长这样。

所有生物体都需要不断制造新细胞来替换失去正常功能的衰老细胞,为此,细胞分裂并复制DNA(去氧核糖核酸),通常单个双股螺旋去氧核糖核酸和5种被称为组蛋白(histone)的蛋白质构成染色体,作为基因的主要载体,当染色质完全浓延时,染色体便呈现厚厚的X形结构,这也是教科书教导的样子。

观察染色质结构很难,但化学生物学家Jun-Han Su团队还是开发出新方法搭建出染色体的高解析3D成像,确认每个DNA链的连接点如何相互影响以维持正常功能或引起疾病,毕竟复制或重新缠绕遗传物质过程只要发生一个失误,都可能导致基因突变或功能失常。

而借由3D成像技术沿着DNA链将基因座(locus,也称为“基因位点”)多个快照连接在一起,研究人员表明90%时间里染色体都不是教科书上所呈现的X形,且分析染色体结构随时间的变化,能帮助科学家更理解细胞的分裂复制过程。

此外,过去科学家已知染色质分布也有分成都市与郊区,现在通过最新高解析图像,研究人员发现含有许多基因的“都市区”倾向于聚集到任何染色体上的相似区域,一种想法认为基因丰富的区域是基因转录的活性位点,因此像工厂一样聚在一起能提高生产效率。

虽然在确认这一理论之前还需要进行更多研究,但现在可以肯定的是染色质局部环境会影响转录活性,结构也确实会影响功能。要知道人体每个细胞中的每条染色体看起来像什么,这还是个浩荡的大工程。新论文发布在《Cell》期刊。

(首图来源:Xiaowei Zhuang lab/phy.org)

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