最近，一項刊登于國際雜志Cell上的研究論文中，來(lái)自霍華德休斯頓醫學(xué)院(HHMI)的研究人員通過(guò)研究在大腦干細胞中鑒別出了27個(gè)基因更易于引發(fā)特定類(lèi)型的DNA損傷，這些基因的易碎性或可幫助解釋為何其會(huì )在癌癥中經(jīng)常發(fā)生突變或被剔除，以及引發(fā)神經(jīng)精神疾病，但這些基因的易碎性或許也會(huì )通過(guò)產(chǎn)生多樣化的神經(jīng)元對大腦帶來(lái)一定益處。
DNA的破碎聽(tīng)起來(lái)好像細胞發(fā)生了大災難一樣，而且其會(huì )經(jīng)常發(fā)生，未經(jīng)修復的DNA損傷通常會(huì )殺死細胞或者引發(fā)細胞癌變;但破碎的DNA或許并不總是壞事情，隨著(zhù)免疫系統的B細胞準備制造抗體來(lái)抵御病原體時(shí)，其通常會(huì )故意破碎隨后重排抗體基因。DNA破碎從另一個(gè)角度來(lái)講或許是有益的，研究者發(fā)現神經(jīng)元會(huì )經(jīng)常失去、復制或者重排其DNA元件，如果其重排DNA就會(huì )增加神經(jīng)元功能的多樣性，盡管這些基因組改變背后的機制還沒(méi)有被完全闡明，但某些結果或許會(huì )通過(guò)原始的神經(jīng)干細胞或祖細胞的DNA破碎來(lái)產(chǎn)生。
研究者Alt及同事開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)來(lái)研究其中一種染色體損傷，細胞通常會(huì )通過(guò)將DNA末端縫合在一起來(lái)修復這些損傷，但細胞有時(shí)候會(huì )將相同染色體或不同染色體的一個(gè)破碎的末端同另一個(gè)末端相連，最終就會(huì )導致DNA片段在染色體內部移動(dòng)，有時(shí)候就會(huì )在染色體間進(jìn)行移動(dòng)。這項研究中，研究者對小鼠大腦中的原始神經(jīng)干細胞及祖細胞的基因組中的雙鏈DNA斷裂進(jìn)行掃描，Alt說(shuō)道，我們并不是尋找任何特殊的破碎，而是揭開(kāi)了成千上萬(wàn)個(gè)彼此相互靠近的斷裂，最終他們發(fā)現了27個(gè)經(jīng)常發(fā)生的DNA破裂簇。
盡管大部分的人類(lèi)基因組中并不包含基因，但研究者鑒別出的27個(gè)破裂簇都是位于有基因的區域，幾乎所有的基因都扮演著(zhù)兩種重要的功能，其中15個(gè)基因所編碼的蛋白都可以使得神經(jīng)元吸附到其附近神經(jīng)元上，而這可以幫助更好的組織大腦中不同部位;其中還有22個(gè)基因參與了突觸的形成或活性發(fā)揮。
為何研究者鑒別出的27個(gè)基因會(huì )如此易碎，研究者發(fā)現，這些基因雖然龐大，但其尺寸卻并不能解釋為何其易碎，這些基因中的另外一種相似性或許可以提供合理的解釋?zhuān)敿毎诜至堰^(guò)程中進(jìn)行DNA復制時(shí)，這些基因往往是最后被復制的，正因為其復制的遲緩性，閱讀基因產(chǎn)生蛋白質(zhì)的分子機器就會(huì )同復制基因的分子機器“相撞”，而二者相撞就會(huì )導致DNA雙鏈的破碎。
如今研究者Alt還想進(jìn)一步研究者這些易碎基因的破碎，并且回答多個(gè)問(wèn)題，比如這些基因的改變如何影響神經(jīng)元的功能，研究者希望相關(guān)的研究結果可以幫助提供新的思路來(lái)揭示這些破碎是否會(huì )通過(guò)產(chǎn)生多種神經(jīng)元來(lái)提供細胞的多樣化特性。
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