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染色体的第一张3D图像消除了熟悉的x光形状

健康 89xy 2周前 (11-18) 8次浏览

利用强大的前沿技术,研究人员首次揭示,染色体的真实3D结构与我们许多人熟悉的模糊、轻微扭曲的X形相去甚远。事实上,它们很复杂,而且相当漂亮。

在本周在线发表在《自然》杂志上的一篇论文中,英国巴巴拉姆研究所和剑桥大学以及以色列魏茨曼研究所的研究人员描述了他们如何在强大的计算机和最新的DNA测序仪的帮助下,通过在单细胞中生成数千个染色体的分子测量值,产生染色体的3D可视化。

这项新技术的资金来自生物技术和生物科学研究委员会(BBSRC)、医学研究委员会(MRC)和威康信托基金。

新的图像显示,在大多数情况下,染色体结构具有丰富而美丽的复杂性,它们也揭示了其中的DNA是如何折叠的。

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The new 3D images show a more complex side of chromosome structures. Credit: Dr. Peret Fraser. Babraham Institute.

研究人员说,在染色体的生命中,熟悉的X形是非常短暂的。

英国生物与化学研究中心资助的巴巴拉姆研究所核动力学项目的合著者彼得·弗雷泽博士解释说:

“染色体的图像,一个X形的DNA斑点,对许多人来说是熟悉的,但是染色体的显微图像实际上显示了一种只在细胞中短暂出现的结构——在细胞即将分裂的时候。”

他说,生物体中的大多数细胞没有看起来像X形的染色体,因为它们已经完成了分裂,并补充说:

“这些细胞中的染色体以非常不同的形式存在,到目前为止,还不可能创造出它们结构的精确图像。”

新的3D图像显示了染色体的结构,以及它们的DNA在染色体内折叠的方式,与基因何时以及如何表达密切相关,这对健康、疾病和衰老过程有直接影响。

这是第一次基于单细胞中染色体结构的测量而产生染色体结构。先前的研究已经根据数百万个细胞的平均值计算出了测量值。

弗雷泽博士说,这些新图像使他们能够绘制特定基因的地图,并开始阐明染色体在基因组中如何发挥作用的原理。

今年早些时候,美国索尔克研究所的研究人员揭示了染色体如何在细胞分裂过程中利用端粒(保护染色体末端的分子帽)作为“锚”来组织DNA。


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