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“垃圾”DNA在将基因组结合在一起起着科学至关

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  在线发表在eLife杂志上的一项新研究表明,卫星DNA - 通常被称为“垃圾”DNA - 具有确保染色体在细胞核内正确束缚的重要功能,这是细胞存活所必需的;这个功能似乎在许多物种中都是保守的。

  虽然它占我们基因组的很大一部分,但卫星DNA不包含制作任何特定蛋白质的说明。更重要的是,它的重复性被认为使基因组不那么稳定,更容易受到损害或疾病。

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  直到最近,科学家才相信这种“垃圾”或“自私”的DNA并没有任何真正的目的。

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  Yamashita教授和共同作者决定看看如果细胞不能使用这种pericentromeric卫星DNA将会发生什么。

  因为它存在于长而重复的序列中,所以它们不能简单地将整个卫星DNA突变或切割出基因组。相反,他们通过D1(一种已知与卫星DNA结合的蛋白质)接近了这个问题。

  他们很快注意到生殖细胞 - 最终发育成精子或卵子的细胞 - 正在死亡。

  进一步分析显示,垂死的细胞在包括基因组片段的细胞核外形成微核或微小芽。没有整个基因组包裹在细胞核中,细胞就无法存活。

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  研究作者解释说:“D1蛋白结合到卫星DNA上以将所有染色体拉到细胞核中。”

  “如果D1蛋白不能抓住卫星DNA,那么细胞就会失去形成完整细胞核并最终死亡的能力。”

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  “该蛋白质具有多个结合位点,因此它可以结合到多个染色体上并将它们组装在一起,防止个别染色体从细胞核中漂浮出来,”Yamashita教授补充说。

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  研究人员使用小鼠细胞进行了类似的实验,结果相同。当他们去除通常与小鼠卫星DNA结合的蛋白质时,细胞再次形成微核并且不能存活。

  果蝇和小鼠细胞的类似发现使得团队相信卫星DNA对细胞存活至关重要,不仅仅是模式生物,而是跨越将DNA嵌入细胞核的物种 - 包括人类。

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