*近,一項刊登于國際雜志Cell上的研究論文中,來自霍華德休斯頓醫(yī)學(xué)院(HHMI)的研究人員通過研究在大腦干細胞中鑒別出了27個基因更易于引發(fā)特定類型的DNA損傷,這些基因的易碎性或可幫助解釋為何其會在癌癥中經(jīng)常發(fā)生突變或被剔除,以及引發(fā)神經(jīng)精神**,但這些基因的易碎性或許也會通過產(chǎn)生多樣化的神經(jīng)元對大腦帶來一定益處。
DNA的破碎聽起來好像細胞發(fā)生了大災(zāi)難一樣,而且其會經(jīng)常發(fā)生,未經(jīng)修復(fù)的DNA損傷通常會殺死細胞或者引發(fā)細胞癌變;但破碎的DNA或許并不總是壞事情,隨著**系統(tǒng)的B細胞準備制造抗體來抵御病原體時,其通常會故意破碎隨后重排抗體基因。DNA破碎從另一個角度來講或許是有益的,研究者發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元會經(jīng)常失去、復(fù)制或者重排其DNA元件,如果其重排DNA就會增加神經(jīng)元功能的多樣性,盡管這些基因組改變背后的機制還沒有被完全闡明,但某些結(jié)果或許會通過原始的神經(jīng)干細胞或祖細胞的DNA破碎來產(chǎn)生。
研究者Alt及同事開發(fā)了一種新技術(shù)來研究其中一種染色體損傷,細胞通常會通過將DNA末端縫合在一起來修復(fù)這些損傷,但細胞有時候會將相同染色體或不同染色體的一個破碎的末端同另一個末端相連,*終就會導(dǎo)致DNA片段在染色體內(nèi)部移動,有時候就會在染色體間進行移動。這項研究中,研究者對小鼠大腦中的原始神經(jīng)干細胞及祖細胞的基因組中的雙鏈DNA斷裂進行掃描,Alt說道,我們并不是尋找任何特殊的破碎,而是揭開了成千上萬個彼此相互靠近的斷裂,*終他們發(fā)現(xiàn)了27個經(jīng)常發(fā)生的DNA破裂簇。
盡管大部分的人類基因組中并不包含基因,但研究者鑒別出的27個破裂簇都是位于有基因的區(qū)域,幾乎所有的基因都扮演著兩種重要的功能,其中15個基因所編碼的蛋白都可以使得神經(jīng)元吸附到其附近神經(jīng)元上,而這可以幫助更好的組織大腦中不同部位;其中還有22個基因參與了突觸的形成或活性發(fā)揮。
為何研究者鑒別出的27個基因會如此易碎,研究者發(fā)現(xiàn),這些基因雖然龐大,但其尺寸卻并不能解釋為何其易碎,這些基因中的另外一種相似性或許可以提供合理的解釋,當細胞在分裂過程中進行DNA復(fù)制時,這些基因往往是*后被復(fù)制的,正因為其復(fù)制的遲緩性,閱讀基因產(chǎn)生蛋白質(zhì)的分子機器就會同復(fù)制基因的分子機器“相撞”,而二者相撞就會導(dǎo)致DNA雙鏈的破碎。
如今研究者Alt還想進一步研究者這些易碎基因的破碎,并且回答多個問題,比如這些基因的改變?nèi)绾斡绊懮窠?jīng)元的功能,研究者希望相關(guān)的研究結(jié)果可以幫助提供新的思路來揭示這些破碎是否會通過產(chǎn)生多種神經(jīng)元來提供細胞的多樣化特性。