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ELISA試劑教恁突變是怎樣來(lái)的

點(diǎn)擊次數(shù):999次 更新時(shí)間:2016-11-07

ELISA試劑教恁突變是怎樣來(lái)的

幾年前,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),在我們自己的細(xì)胞中有一個(gè)重要突變?cè)篈POBEC,這個(gè)蛋白的功能通常是作為保護(hù)劑對(duì)抗病毒感染。近期,瑞士和俄羅斯的一個(gè)科學(xué)家小組在瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)遺傳學(xué)家Sergey Nikolaev的帶領(lǐng)下發(fā)現(xiàn), APOBEC能夠利用我們DNA復(fù)制過(guò)程中的一個(gè)弱點(diǎn),來(lái)誘發(fā)我們基因組中的突變。DNA復(fù)制機(jī)器每復(fù)制10,000 -100,000 bp就會(huì)犯?jìng)€(gè)錯(cuò)誤,這個(gè)錯(cuò)誤如果不校正就會(huì)成為基因組突變。研究者們幾十年來(lái)一直想知道,這些貌似隨機(jī)的錯(cuò)誤是如何產(chǎn)生的。2015年,研究人員觀察到了這種極微小的堿基改變。在短短一瞬間,發(fā)生改變的堿基看起來(lái)像是另一個(gè)堿基。這種“量子悸動(dòng)”(quantum jitter)現(xiàn)象極為罕見(jiàn),存在的時(shí)間也極短,但卻會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

細(xì)胞每一次分裂都需要復(fù)制DNA,而DNA會(huì)在這一過(guò)程中慢慢發(fā)生變化?;蚪M中的DNA突變并不是隨機(jī)發(fā)生的,但人們還不清楚這背后的具體機(jī)制。尋找DNA突變的來(lái)源,不僅有助于理解進(jìn)化過(guò)程,也和人體健康密切相關(guān)。2015年,愛(ài)丁堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù),emRiboSeq。emRiboSeq能繪制DNA聚合酶在整個(gè)基因組上的分布圖,幫助人們更好的理解DNA復(fù)制和DNA突變。

當(dāng)細(xì)胞同時(shí)在進(jìn)行DNA復(fù)制及將它的遺傳密碼翻譯為蛋白質(zhì)之時(shí),從事復(fù)制工作的分子機(jī)器與將DNA轉(zhuǎn)錄為mRNA密碼子的分子機(jī)器會(huì)隨著各自的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄進(jìn)程,沿著同一DNA雙鏈向前移動(dòng)。有時(shí)候復(fù)制和轉(zhuǎn)錄朝著同一方向進(jìn)行,而有時(shí)候復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程會(huì)遭遇碰撞。研究人員確定了,這些碰撞大大有助于突變的發(fā)生。

研究人員們首先開(kāi)發(fā)了一種實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法,使得我們能夠在枯草桿菌中檢測(cè)一個(gè)特定基因中廣泛的突變。在某些細(xì)菌中,我們導(dǎo)入了這一基因使得復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程朝著同一方向進(jìn)行。在另一些基因中我們改造了這一基因使得復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程正面相撞。研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄朝著正面相撞的路徑定向時(shí),突變率高于它們的路徑沿著同一方向時(shí)。此外,大多數(shù)由復(fù)制轉(zhuǎn)錄沖突引起的突變都是在基因啟動(dòng)子區(qū)域的插入/缺失或替換,這一區(qū)域控制了基因表達(dá)。大多數(shù)人一直在編碼蛋白質(zhì)的DNA序列中尋找突變,但在這篇文章中我們發(fā)現(xiàn)基因表達(dá)的調(diào)控元件——啟動(dòng)子非常易于發(fā)生突變。面對(duì)面的轉(zhuǎn)錄和DNA復(fù)制促成了這種易感性。

啟動(dòng)子控制了基因的轉(zhuǎn)錄程度;例如,啟動(dòng)子中的一些特殊突變可以增加或減少蛋白質(zhì)的生成,或*沉默它們。這些基因表達(dá)遺傳改變有可能影響生物體的健康。我們確定的突變機(jī)制不僅適應(yīng)于我們的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),而有可能促成了從細(xì)菌到人類(lèi)在全基因組范圍內(nèi)改變基因表達(dá)的突變。

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