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Buttons and flies help biologists solve DNA mystery Buttons and flies help biologists solve DNA mystery

约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的生物学家们发现了一条重要的线索,解开了一个长期存在的谜团:每对染色体排列一致,确保完美发育的DNA长链折叠挤进微观细胞需要多长时间。

通过研究苍蝇,研究人员发现了染色体是如何相遇的:就像衬衫上的纽扣和纽扣孔相遇一样。如果正确地扣上扣子,正确的染色体相遇,苍蝇的眼睛和四肢就会自然形成。但是错误的染色体会导致视力问题,苍蝇的腿长在头上而不是长在触角上,还有其他缺陷。

研究结果发表在今天的《发育细胞》杂志上,为更好地理解人类发展奠定了基础。虽然人类的DNA比苍蝇的更复杂,但在某些情况下,跨物种的染色体扣环会发生,了解它的工作原理有助于解释基因表达,尤其是基因异常如何导致疾病。

“人类体内有一米长的DNA,它必须折叠成非常紧凑的形式,每次
2都以类似的方式折叠,而我们几乎不知道它是如何工作的,”该研究的主要作者凯拉·维埃兹(Kayla Viets)说。“扣扣子只是其中一种方式,而我们的工作是更好理解的非常重要的第一步。”

Guide to Chromosome Buttoning

图片来源:图片作者:Pam Li /约翰霍普金斯大学

虽然纽扣是人类染色体在发育过程中聚集的一种特殊方式,但在苍蝇身上,染色体很容易扣上纽扣,这使它们成为研究这一过程的理想模型。研究小组发现,果蝇身体某些部位的染色体比其他部位的染色体更容易识别。

研究小组对果蝇幼虫的染色体进行了处理,使它们能够发光,这样就可以看到合适的或不合适的纽扣。在眼睛里,他们专门研究了让眼睛看到颜色的细胞、感光细胞,以及让眼睛正常发育的扣扣子过程中发生的事情。他们发现,染色体很容易结合在一起来纠正潜在的问题。

但他们发现,苍蝇触角上的染色体工作方式不同,而且不正确的扣钮导致了惊人的变化。

约翰·霍普金斯大学生物系的发育生物学家、资深作者鲍勃·约翰斯顿说:“在所有物种中,染色体都是在细胞核中形成的。”“我们的工作为理解DNA是如何折叠在一起以确保基因正常工作的谜题增加了一块。”

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新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://hub.jhu.edu/2019/10/10/button-fly-dna-biology-mystery/