Nature子刊：你的DNA為何沒有亂成一團
日期：2015-09-11 09:15:36
我們每一個細胞的細胞核中，都包裹著長達三米的DNA。這些DNA壓縮在如此狹小的空間中，卻依然能夠井然有序的進行復制，科學家們最近揭示了這其中的奧秘。
Bar-Ilan大學Yuval Garini教授領導的研究團隊發現，蛋白lamin A在維持基因組結構的穩定性中起到了核心作用。這種蛋白能讓染色質內部形成“交聯”，在細胞核中限制DNA的行動。這種結構保護了染色質的完整性，同時允許DNA正常復制。
這項研究發表在近期的Nature Communications雜志上，為人們揭示了染色質結構和動態的生物物理學基礎，也有助于理解和治療與lamin A突變有關的人類疾病。
Garini指出，由DNA和蛋白組成的染色質在細胞核內是動態而且高度有序的，而lamin A介導的機制是染色質穩定性的基礎。過去人們從未意識到lamin A在染色質動態中的這種作用。
“如果細胞核里的遺傳物質發生纏結，DNA就無法有序復制，而這是正常細胞分裂的重要一步。我們通過顯微成像發現，染色質交聯控制著基因組結構，這種交聯將染色質區域錨定在一起，達到一種靈活的穩定性。”
之前的研究表明，染色質結構可能取決于特定染色質區域與核膜之間的互作。而Garini等人發現，細胞核的核質中充斥著lamin A的活性。由此可見，整個細胞核都對染色質穩定性起到了重要的作用。
“我們建立了缺乏lamin A的細胞，并且檢測了其中的染色質運動情況，”Garini說。“lamin A未去除的時候，染色質呈局部運動而且速度較慢。去除lamin A之后，染色質的運動高度分散而且速度較快。這種快速而松散的染色質動態很容易發生混亂。”
這想研究闡明了lamin A對染色質運動的限制，揭示了維持基因組穩定的關鍵機制。這種機制對于理解和治療疾病有很重要的意義，尤其是與lamin A突變有關的疾病。
“早老癥就是一種與lamin A突變有關的疾病，這種突變可能使患者的細胞不能有序分裂，”Garini說。“lamin A突變也是肌營養不良的標志事件，我們的研究有望幫助人們進行醫學診斷和開發靶向性藥物。”
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