Cell:缺少它們 染色體交換出問題
日期:2012-04-16 09:03:50
來自加州大學戴維斯分校的研究人員發表了題為“Delineation of Joint Molecule Resolution Pathways in Meiosis Identifies a Crossover-Specific Resolvase”的文章,在酵母中發現了三種酶對于染色體配對交換具有重要意義,這不僅對于染色體相關疾病,生育等具有重要意義,而且也有助于腫瘤等疾病的研究,相關成果公布在Cell雜志上。
文章的通訊作者是加州大學戴維斯分校微生物學教授,HHMI研究員Neil Hunter,這位科學家以酵母為材料,致力于染色體重組交換研究。據EurekAlert報道,對于這一成果,他表示,減數分裂過程中,細胞中染色體重組配對,相互溝通,能分裂產生精子和卵子。
染色體攜帶著遺傳信息,重要性不言而喻,染色體一旦發生畸變就會造成染色體病,比如我們熟知的唐氏綜合征,也就是21號染色體多出一個拷貝造成的。還有些染色體的結構異常屬于攜帶者異常,給人類造成的異常表面看不出來,但卻影響人的生育能力,只造成胚胎先天發育異常,而使人類發生反復自然流產或后代先天智力低下及多發畸形,甚至可造成終生不能生育。
在這篇文章中,研究人員在酵母中找到了可能切割DNA從而形成交換的酶,染色體需要相互交換連接,這種作用對于染色體的準確整理,以及形成具有正確數量的染色體的精子和卵子具有關鍵作用。交換DNA片段也在進化中起到了關鍵的作用,是進化的一個方面。
研究證明,每一對染色體必須包含至少一個交換,當出現超過兩個交換的時候,基因組就會變得不穩定。Hunter教授說,“必需存在某些酶,確保至少發生一次交換,并且不會太多”。
因此研究組就此展開了研究,他們發現了其中的奧秘——三種酵母酶:Mlh1、Mlh3和 Sgs1參與了DNA切割,進行交換。
這項研究還發現在人類細胞中,這三種酶的同源異構體在腫瘤抑制方面也扮演了重要角色,比如在一種遺傳性結腸癌中,人類的MLH1 和MLH3發生了突變。而BLM(人類中的Sgs1的同源異構體)在一種稱為布盧姆綜合癥(Bloom syndrome)的疾病中發生了突變——這種疾病是一種罕見的常染色體隱性遺傳病,患者DNA修復中的重組跨越系統有缺陷,因而對中度烷化劑敏感,白血病、淋巴瘤易感。
Hunter教授說,“Sgs1最令人吃驚”,“之前我們已經了解到這種酶的作用是幫助解開DNA,防止交換,而這一新發現的功能被其它酶掩蓋了”。
除了這篇Cell文章之外,4月份的Molecular Cell雜志也發表了一篇題為“BLM Helicase Ortholog Sgs1 Is a Central Regulator of Meiotic Recombination Intermediate Metabolism”的文章,也聚焦于于BLM和Sgs1,感興趣的讀者可以看看。