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美國留學(xué) 賓夕法尼亞大學(xué)在染色體的研究成果
據(jù)美國留學(xué)網(wǎng)援引美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月20日消息，美國賓夕法尼亞大學(xué)研究人員通過一種新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，對(duì)基因組中所有成分實(shí)現(xiàn)高度控制，生成均勻一致的染色質(zhì)串珠結(jié)構(gòu)，并開發(fā)出分析染色體結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)工具，揭示染色體復(fù)雜的組裝過程。新研究在用DNA鏈人工包裝染色體方面取得重要進(jìn)展，也為基因組生化研究開辟了新途徑。相關(guān)論文發(fā)表在5月20日的《科學(xué)》雜志上。
染色體由DNA鏈和相關(guān)蛋白質(zhì)纏繞彎曲，高度壓縮包裝而成。研究小組首先從酵母菌細(xì)胞中提取完整的DNA染色體組，經(jīng)過培養(yǎng)提純，然后加入相等分量經(jīng)純化的組蛋白（DNA與組蛋白的重量比例固定為1∶1）。組蛋白是DNA鏈纏繞成染色體的基本材料，這樣包裝過程就開始了。
經(jīng)過包裝后，細(xì)長的DNA基因鏈包圍著一顆顆組蛋白形成串珠一樣稱為核小體的小結(jié)，均勻分布在未打結(jié)的DNA鏈上。核小體是一種染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步卷曲壓縮則成為染色體。之前其他研究顯示，組蛋白和DNA也能各自沿著DNA鏈制造一些核小體結(jié)點(diǎn)，但這些串珠的整體結(jié)構(gòu)卻和細(xì)胞內(nèi)形成的染色質(zhì)大不一樣。
研究小組找到了一種新方法，在實(shí)驗(yàn)中加入了酵母菌提取物和ATP，染色質(zhì)改造酶從ATP中提取了必須的能量，沿著DNA重新配置核小體，重新構(gòu)造出與細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)一樣的人造染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。
領(lǐng)導(dǎo)該研究的菲利普？科博解釋說，染色質(zhì)改造酶會(huì)很活躍地包裝核小體，排除每個(gè)基因最初所遭遇的障礙，生成了位置均勻一致的核小體珠鏈。如果沒有酵母菌提取物和ATP，在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)核小體只能隨機(jī)散布。
最關(guān)鍵的是，研究小組還開發(fā)出一種計(jì)算機(jī)圖形組裝算法，成為從外部研究染色體成分的有力工具，這樣，科學(xué)家就能“看到”酵母菌細(xì)胞中超過6萬多個(gè)核小體形成染色質(zhì)的排列方式，從而首次在實(shí)驗(yàn)中實(shí)際探測(cè)到了染色體的結(jié)構(gòu)、功能和它們的組成基因。
染色質(zhì)組裝過程中的缺陷會(huì)導(dǎo)致多種疾病，包括一些癌癥和慢性紊亂。更直接地研究染色質(zhì)屬性和其組裝形狀，有助于理解疾病形成并找到相應(yīng)療法。
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