塑造著絲粒分布的“世紀之謎”解開
科技日報北京8月2日電 (記者張夢然)自1800niandaiyilai,kexuejiamenyijingzhuyidaoxibaohezhongzhesilidefenbuwenti。zhesilishiyizhongteshuransetiquyu,duixibaofenliezhiguanzhongyao,danqifenbudejuedingjizhiheshengwuxueyiyirengxuanerweijue。ribendongjingdaxuetuanduizuijintichuleyizhongsuzaozhesilifenbudeliangbutiaojiejizhi。yanjiubiaoming,xibaohezhongdezhesilijiegouzaiweichijiyinzuwanzhengxingfangmianfahuizhezuoyong。yanjiuchengguofabiaozai《自然·植物》上。
zaixibaofenlieguochengzhong,yizhongchengweizhesilideteshuransetijiegouyubeiladaoxibaodeliangduan。xibaofenliewanchengbingxingchengxibaohehou,zhesilizefenbuzaixibaohezhong。ruguolaxiangliangjidezhesilifenbubaochibubian,zexibaohedezhesilijinjizhongzaixibaohedeyice。zhezhongzhesilidebujunyunfenbubeichengweiruibo(Rabl)構型,以19世紀細胞學家卡爾·瑞伯的名字命名。一些物種的細胞核反而呈現出分散分布的著絲粒,這被稱為非Rabl構型。
研究人員表示,幾個世紀以來,Rabl或非Rabl構型的生物學功能和分子機製一直是個謎,現在他們成功地揭示了構建非Rabl構型的分子機製。
團隊研究了植物擬南芥和一種已知具有非Rabl構型的標本,其突變形式具有Rabl構型。他們發現,稱為凝聚素Ⅱ(CII)的蛋白質複合物和稱為核骨架與子骨架(LINC)複合物連接子的蛋白質複合物會共同作用,以確定細胞分裂過程中的著絲粒分布。
隨後,團隊分析了擬南芥及其Rabl結構突變體中的基因表達,發現當施加DNA損傷壓力時,突變體的器官生長速度比正常植物慢,這表明器官生長需要精確控製著絲粒空間排列以響應DNA損傷壓力,並且非Rabl和Rabl的生物體對DNA損傷壓力的耐受性沒有差異。這些發現將帶來技術進一步發展,以適當的空間排列方式在細胞核中人工排列DNA,從而使創造抗壓力生物成為可能,並通過改變DNA的空間排列而不是編輯其核苷酸序列來賦予新的特性和功能。
【總編輯圈點】
著絲粒是連接一對姐妹染色單體的特化DNA序(xu)列(lie),主(zhu)要(yao)被(bei)視(shi)為(wei)引(yin)導(dao)染(ran)色(se)體(ti)行(xing)為(wei)的(de)基(ji)因(yin)座(zuo)。如(ru)文(wen)中(zhong)所(suo)說(shuo),著(zhe)絲(si)粒(li)分(fen)布(bu)有(you)兩(liang)種(zhong)構(gou)型(xing),但(dan)這(zhe)些(xie)構(gou)型(xing)的(de)生(sheng)物(wu)功(gong)能(neng)和(he)分(fen)子(zi)機(ji)製(zhi)幾(ji)個(ge)世(shi)紀(ji)以(yi)來(lai)一(yi)直(zhi)是(shi)個(ge)謎(mi)。此(ci)時(shi)擬(ni)南(nan)芥(jie)又(you)出(chu)場(chang)了(le),它(ta)是(shi)進(jin)行(xing)遺(yi)傳(chuan)學(xue)研(yan)究(jiu)的(de)好(hao)材(cai)料(liao)。科(ke)研(yan)人(ren)員(yuan)通(tong)過(guo)擬(ni)南(nan)芥(jie)發(fa)現(xian)了(le)著(zhe)絲(si)粒(li)分(fen)布(bu)的(de)兩(liang)步(bu)調(tiao)控(kong)機(ji)製(zhi),在(zai)探(tan)索(suo)其(qi)生(sheng)物(wu)學(xue)意(yi)義(yi)後(hou),他(ta)們(men)意(yi)識(shi)到(dao)DNA在細胞核中的適當空間排列對應激反應很重要,或將引導開發出新的技術,用新方法賦予生物體新功能。
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