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最新研究:單細胞生物擁有最奇特的基因組
發布時間:2021-05-27     作者:   來源:新浪科技   分享到:

  目前,科學家最新研究顯示,一種名為鞭毛藻蟲的單細胞生物可能擁有地球上最奇特的基因組。如果生命以細胞生物來定義劃分,可將(微)細菌域、古菌域和真核生物域共同構成生物三域系統,真核生物將自己的DNA攜帶在細胞核內,在細胞核內它們將遺傳物質打包成染色體的緊湊結構。

  依據4月29日發表在《自然遺傳學》雜志上一項最新研究,鞭毛藻蟲是真核生物,但與人類X染色體不同,鞭毛藻的染色體組組裝在一個筆直的桿狀結構。

  基因沿著這些桿狀結構排成“塊”,相鄰“塊”呈相反方向,基因塊的方向決定了細胞可以從哪個方向讀取包含在每個基因中的遺傳指令。研究小組總結稱,這種不同尋常的交替結構既影響了染色體的整體形狀,也可能調節了特定基因的獲取方式和時間。

  研究報告合著作者、沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學功能遺傳學家曼紐爾·阿蘭達稱,鞭毛藻蟲并不符合我們對真核生物的所有認知,例如:它們的染色體結構、它們的基因組結構,它們如何調節轉錄。目前通過對鞭毛藻蟲基因組分析的最新研究,可揭曉其DNA信息復制和發送至細胞的過程。

  他們專門研究了一種與珊瑚共生的浮游生物——Symbiodinium microadriaticum,這種浮游鞭毛藻蟲含有94個桿狀染色體,研究結果顯示,每個桿狀結構中的基因很可能聚集在其他具有相似功能或者與相同分子途徑相互作用的基因附近。

  此外,研究小組發現成對相鄰塊狀基因更傾向于相互作用,而距離較遠的塊狀基因則很少相互作用。4月29日,美國斯坦福大學研究人員在《自然-遺傳學》雜志上表達一項類似的研究報告,聲稱另一種鞭毛藻蟲——Breviolum minutum,也存在類似的特征。

  阿蘭達和研究小組發現,雖然相鄰的兩個塊狀基因在轉錄過程中“解開”,允許獲得它們的遺傳物質,但對外部其他塊狀基因卻保持隔離。未參與這項研究的美國康涅狄格大學浮游植物生態學家林森杰(音譯)稱,這項發現暗示基因之間存在某種屏障,同時這種屏障對于組織染色體非常重要,同時可能對調控基因表達具有重大意義。

  通常情況下,其他真核生物依賴組蛋白(像線軸一樣的蛋白質,DNA可以像線繩纏繞其周圍)在轉錄過程中纏繞和解開。但是鞭毛藻蟲僅產生較少的組蛋白,依據最新研究,它們可能會使用這些神秘的屏障來維持它們的染色體結構,并控制DNA轉錄過程。


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