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'垃圾DNA'在一起举行基因组的关键作用

时间:2021-11-24 15:55:15 来源:

密歇根州生命科学研究所和霍华德休斯医学院的研究人员已经确定了卫星DNA如何被认为是“垃圾DNA”,在举行基因组中起着至关重要的作用。

他们最近在杂志上发表的调查结果表明,这种遗传“垃圾”表现了确保染色体正确地在细胞核内正确束的重要功能,这对于细胞存活是必要的。这种函数似乎在许多物种中保存。

这种脑卒中卫星DNA由非常简单,高度重复的遗传密码序列组成。虽然它占我们基因组的大部分,但卫星DNA不含制备任何特定蛋白质的说明。更重要的是,它的重复性是认为使基因组更稳定,更容易受损或疾病。直到公平地,科学家认为这所谓的“垃圾”或“自私”DNA没有任何真正的目的。

“但是,这是一个只是基因组垃圾的想法并不是相信,”LSI和领导作者的研究教授Yukiko Yamashita说。“如果我们不积极需要它,如果没有它会给我们一个优势,那么进化可能会让它摆脱它。但这没有发生。“

Yamashita和她的同事决定看到如果细胞不能使用这种脑脑透明卫星DNA会发生什么。因为它存在于长,重复序列中,研究人员不能简单地突变或将整个卫星DNA切出基因组。相反,它们通过D1接近问题,该问题已知与卫星DNA结合。

研究人员从常用的模型生物体的细胞中移除了D1,果蝇(果蝇)。团队迅速注意到胚芽细胞 - 最终发展成精子或卵的细胞正在染色。

进一步的分析表明,染色细胞在包括基因组的核心外形成微核,或微小的芽。如果没有整个基因组包封在细胞核中,细胞无法存活。

研究人员认为D1蛋白在卫星DNA上结合,以将所有染色体拉到核中。如果D1蛋白不能抓住卫星DNA,则细胞失去其形成完整核的能力并最终死亡。

“这就像形成一束,”Yamashita说,他也是U-M医学院和HHMI调查员的细胞和发育生物学教授。“蛋白质具有多个结合位点,因此可以将其粘合到多个染色体上并在一个地方将它们包装在一起,防止染色染色体浮出核。”

该团队使用小鼠细胞进行了类似的实验,并找到了相同的结果:当它们除去通常与小鼠卫星DNA结合的蛋白质时,细胞再次形成微核并没有存活。

果蝇和小鼠细胞的类似结果引导了山际塔基塔和她的同事认为卫星DNA对于细胞生存至关重要,而不仅仅是在模型生物中,而且跨越DNA的物种进入包括人类的细胞核。

该研究得到了霍华德休斯医学院,国家卫生研究院和美国心脏协会的支持。

除了山雀之外,该研究的其他作者还是Madhav Jagannathan和Ryan Cummings,也是U-M。

出版物:Madhav Jagannathan等,“仔细统修卫星DNA的保守功能”,Elife,2018; DOI:10.7554 / ELIFE.34122


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