揭开染色体结构的“黑匣子”

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    [生物通讯]当细胞分裂，将复制的基因拷贝转移到子细胞中时，这个过程包括一个复制染色体紧密压缩为一个更具耐力的形式－－即所谓的有丝分裂染色体的阶段。这些有丝分裂染色体必需能够在经历细胞分裂时紧紧抱在一起的苦难历程后仍能幸免。一些科学家认为是蛋白质提供了这个压缩过程中类似脚手架的支持作用。

    但伊利诺斯大学芝加哥分校的研究人员发现，起着这种支持作用的并非蛋白质，而是细胞核内的染色质。

    “我们已经证明，染色体的有丝分裂形式，在细胞分裂期间压缩转移到子细胞中时，由DNA和大量蛋白质组成的常常的染色质纤维，在交叉点结合，有点象操场上的单杠。”伊利诺斯大学芝加哥分校的物理学教授John Marko描述道。“这个单杠就是染色质。”

    这项发现发表在10月28日期的美国《国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）的网络版上。

    Marko也涉足于生物工程领域的研究，这次研究是在其前物理学博士研究生，现在法国Louis Pasteur大学做博士后的Michael Poirier协助下完成的。

    Marko 和 Poirier在一系列蝾螈染色体研究实验后发现，蛋白质支持的观点站不住脚。之所以选取蝾螈染色体作为研究材料是因为其形状大，易于在显微镜下观察和操作。用能够在特殊点切断DNA的酶低浓度处理染色体后，他们发现没有支持蛋白留下，染色体倍完全溶解了。

    将这些染色体从细胞中分离，放置到发丝状的玻璃吸液管中。结果发现DNA在自由溶液中也能分解。这种方法是以前从未使用过的。这一技术对于揭开细胞如何分裂的谜题可能很有用处。

    Marko 是在7年前当他还是洛克菲勒大学的一名研究人员时开始研究染色体结构的。他和Poirier的这项研究始于4年前任职于伊利诺斯大学芝加哥分校之时。

    “我们意识到，尽管对于染色体组织结构的生化机制已有很多了解，但对于染色体的物理性质以及它在探索染色体结构中的用途我们还知之甚少。”Marko认为。

    “我们正在试图了解细胞分裂的力学机制，而这在很大程度上还被视作一个‘黑匣子’：细胞分裂时染色体进入黑匣子，复制完毕后再出来。关于这个机制究竟是如何工作的还有许多问题需要回答，尤其是关于DNA是如何维持、复制和分离的。”

    “我们的研究为其他研究人员思考细胞分裂时的状态划定了严格的范围。我们认为染色体不存在所有蛋白质粘合在一起的内部蛋白结构。相反，这些蛋白分散于染色质的整个网络之中。”

    这项研究由伊利诺斯大学、美国国家科学基金会、Whitaker基金会、Johnson & Johnson corporation公司以及美国临床协会基金会石油研究项目资助。

消息来源：伊利诺斯大学芝加哥分校

生物通编译自BIO.COM