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研究組組長本杰明·羅蘭德。圖片來源：荷蘭癌癥研究所
科技日報記者 張佳欣
據(jù)最新一期《自然·結構與分子生物學》雜志報道，荷蘭癌癥研究所研究人員揭示了為什么人的DNA是X形的，并發(fā)現(xiàn)了一種普遍存在的機制，通過這種機制，細胞可決定DNA的形狀。這一發(fā)現(xiàn)或對了解人類細胞行為產(chǎn)生更廣泛的影響。
在人體里，細胞不斷分裂成新的細胞。在此過程中，一個細胞復制自己的DNA，并在兩個新細胞之間平均分配。這說起來容易做起來難。畢竟，人類DNA有幾米長，像意大利面一樣塞進了看不見的微小細胞核中，如何在細胞之間公平分配DNA？
細胞有一個聰明的方法來處理這個問題。它們復制DNA后，將其變成緊湊的包裹。在此過程中，細胞將兩個DNA連接在中間，在顯微鏡下，這樣的包裹看起來像一個X。
在細胞分裂之前，X從中間釋放，然后，X的每個“手臂”都會進入一個單獨的細胞。如果這一過程出錯，新細胞獲得的DNA會比正常細胞多或少，這可能會導致它們的進程脫軌。例如，癌細胞通常含有異常數(shù)量的DNA。
研究人員表示，染色體實際上由兩條相同的長DNA線組成。環(huán)狀黏連蛋白分子將兩根線連在一起。環(huán)狀黏連蛋白打開，導致DNA的“手臂”分開。而DNA中段部分保持緊密閉合，這是由Shugoshin蛋白導致的。
研究發(fā)現(xiàn)，Shugoshin使用了一種分子鍵，恰好可插入黏連蛋白中的一個“鑰匙孔”，從而鎖定黏連蛋白。由于Shugoshin在染色體的中心，所以只有在那里它才能鎖定黏連蛋白，這使得染色體呈X形。
CTCF蛋白與Shugoshin其中一段具有完全相同的分子鍵，可插入相同的黏連蛋白“鑰匙孔”，它也使用這一點來鎖定黏連蛋白。
研究表明，存在一種細胞決定DNA形狀的通用機制，即調節(jié)DNA的各種重要蛋白質使用相同的分子“密鑰”來控制黏連蛋白。在正確的時間以及在DNA的正確位置鎖定黏連蛋白，可確定染色體的形狀。
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