首次觀察到染色體獨特的運動模式
DNA和染色體攜帶著使我們存在的基本遺傳信息。現在，科學家已經發現了染色體如何在我們的細胞內以新的方式移動——並且這種運動可能在我們的細胞功能中發揮作用。
我們的大多數細胞含有23對染色體——這意味著每個細胞有大約60億組鹼基對。
如此多的分子封裝在狹小的空間中，但不知怎的，它從來不會糾結到一起。這就是研究團隊利用計算機建模的力量希望能夠搞清楚的事情。
德克薩斯大學奧斯汀分校的生物物理學家Dave Thirumalai說：「我們不僅考慮分子的結構，還要弄清動態趨勢；不僅要弄清楚大量的遺傳信息是如何打包的，還要弄清楚各種基因座是如何移動的。」
「結果顯示，重要的不僅僅是遺傳密碼本身。如果染色體不再運動，最終可能會導致細胞功能失常。」
研究團隊檢查了人類兩條不同的染色體-5和10-，以了解它們的運動方式。在下面的gif中你可以看到5號染色體的運動。在複製之後——細胞分裂過程的一部分——它一開始看起來像一個雜亂的線索。
The University of Texas at Austin
然而，研究人員說，它開始拉扯自身，首先沿著它的長度結塊——就像一根繩子上串的珠子——然後坍縮成一個緊密的球。
他們觀察到，總的來說，染色體的運動有些遲鈍，而且有些部分比其他部分移動得更快。此外，染色體在不同細胞內的移動方式不同，例如，某些染色體在某些細胞中可能比其他細胞中更慢。研究人員認為，這可能會對細胞的行為產生影響。
它也可能造成健康問題——兩條染色體上的基因對應著一系列疾病。對於5號染色體，那是是帕金森症，某些形式的白血病和男性不育症。
10號染色體與一種名為卟啉症的血液病有關(傳說英國國王喬治三世被該病折磨)，還有一種叫做膠質母細胞瘤的侵襲性腦癌和先天性耳聾。
我們知道與疾病相關的基因在染色體上的確切位置，即所謂的基因座。但是這項新的研究表明，僅知道它們的位置可能無法搞清所有的來龍去脈。這些基因座在空間中移動的方式，也會產生重要的影響。
「基因表達是細胞最重要的生物學功能之一，是一個動態而非靜態的過程，」馬里蘭大學的生物物理學家Guang Shi 說。
「對於可以在人體細胞中表達的每個基因，染色體中相對遙遠的區域必須發生接觸。當這些動力過程被破壞時，細胞可能因幾個關鍵基因的表達失敗而死亡，或者有時直接變成癌細胞。」
然而，接觸究竟是如何發生的，以及染色體的運動在疾病發展過程中所造成的影響，都需要成為更進一步的研究。
這是該團隊未來的主要課題。
Thirumalai說：「我們想看看癌細胞中是否有所不同，如果那裡的染色體採用其他的運動模式，那將是非常有趣又引入遐思的現象。」
研究內容發表在Nature Communications上。
本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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