——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
試想將2米長(zhǎng)的直線折疊存放在直徑僅有5至10微米的三維空間里會(huì)是怎樣?中國(guó)科學(xué)家試圖解析這種折疊規(guī)律,因?yàn)檫@決定著細(xì)胞核如何指揮細(xì)胞功能發(fā)揮。
記者7月14日從中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所獲悉,該所劉江研究組與上??萍即髮W(xué)黃行許研究組合作,揭示了哺乳動(dòng)物成熟精子和卵子的染色體3D結(jié)構(gòu),并發(fā)現(xiàn)早期胚胎發(fā)育過程中染色體結(jié)構(gòu)的重編程變化。
科學(xué)家說,人類脫氧核糖核酸(DNA)拉成直線長(zhǎng)約2米,而細(xì)胞核的直徑僅有5至10微米。包括人類在內(nèi),大多數(shù)動(dòng)物的生命始于精子與卵子的結(jié)合,但精子與卵子的細(xì)胞核結(jié)構(gòu)與人體其他的體細(xì)胞存在極大差異。
具體來看,精子細(xì)胞核只有普通細(xì)胞核的十分之一大小,其染色體被精蛋白包裝。成熟卵子細(xì)胞核處于分裂中期,其染色體處于高度壓縮狀態(tài)。長(zhǎng)期令科學(xué)家們困惑的是,精子與卵子結(jié)合以后,細(xì)胞核中的染色體如何變成“正常的染色體”,也就是“人是如何從受精卵發(fā)育成個(gè)體”。
中國(guó)科學(xué)家此次獲得了小鼠精子、卵子和早期胚胎的高分辨率染色體高級(jí)結(jié)構(gòu)圖譜。他們發(fā)現(xiàn),成熟卵子沒有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)域,但在精子中普遍存在超遠(yuǎn)程染色體的相互作用。
科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),隨著發(fā)育,受精卵內(nèi)逐漸建立起染色體高級(jí)結(jié)構(gòu),但這一建立過程不依賴于受精卵基因組轉(zhuǎn)錄的激活,而是依賴于基因組的復(fù)制。此外,染色體高級(jí)結(jié)構(gòu)與DNA甲基化存在關(guān)聯(lián)。
相關(guān)成果已發(fā)表在國(guó)際期刊《細(xì)胞》。評(píng)論指出,這項(xiàng)研究為學(xué)界深入了解哺乳動(dòng)物如何從受精卵發(fā)育成一個(gè)多功能的個(gè)體打下重要基礎(chǔ),將有助于人們揭示胚胎發(fā)育的奧秘。
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