dna复制全过程图解(DNA复制的秘密终于被揭开了)

dna复制全过程图解(DNA复制的秘密终于被揭开了)(1)

分子生物学教授David Gilbert

数十年来,科学家一直在探究一个谜题:关键的细胞过程是如何被调节的?这对未来的遗传学研究意味着什么?12月27日,美国佛罗里达州立大学的分子生物学教授David Gilbert和博士生Jiao Sima在《细胞》杂志上发表了一篇论文,指出DNA分子上有一些特定的位点控制着DNA及其相关物质的复制。

在细胞中,DNA及其相关物质以一定的间隔进行复制,这一过程对所有生物都是必不可少的。DNA复制是在20世纪50年代末被发现的,但科学家至今一直未能准确理解这一过程是如何被调控的。“这真的是个谜题,复制似乎对所有干扰都有弹性。我们已经详细描述了DNA的复制,发现它会在不同的细胞类型中发生变化,在疾病中被破坏。但到目前为止,我们还无法找到最终的部分:控制复制的元件或DNA序列。”Gilbert说。

为了更好地解释复制过程是如何进行的,Sima和Gilbert对DNA分子进行了近100次基因突变。最终他们想到了一个好方法:用最高的三维分辨率检测DNA的一个片段,发现DNA分子上的三个序列会发生频繁接触。然后他们使用CRISPR(一种基因编辑技术),同时敲除这三个区域。结果发现这三个元件是DNA复制的关键。Gilbert说:“敲除这些序列使DNA片段从开始到结束的复制时间都发生了变化。这令我们非常吃惊。”

除了对复制时间的影响,这三个元件的敲除还导致DNA分子的三维结构发生了巨大的变化。Sima说:“我们首次确定了基因组中调控染色质结构和复制时间的特定DNA序列。这些结果反映了DNA如何在细胞内折叠,以及这些折叠模式如何影响遗传物质的功能。”

进一步了解DNA复制的调控方式,开辟了遗传学研究的新途径。复制时间的改变,可以完全改变细胞遗传信息的解释方式。这可能成为科学家处理由DNA复制时间紊乱引起的复杂疾病的关键信息。Gilbert说:“如果在不同的地点和时间复制,可能会组装出完全不同的结构。细胞在不同的时间有不同的物质可用,改变复制发生的时间会进一步改变遗传信息的包装。”

编译:花花 审稿:三水 责编:张梦

期刊来源:《细胞》

原文链接:https://phys.org/news/2018-12-unravel-mystery-dna-replicates.html

中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。

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