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哈嘍,大家好,今天小睿這篇評論,主要來分析五個堿基如何改變?nèi)旧|(zhì)凝聚體,解鎖細胞隱藏的奧秘
就像捕食者出現(xiàn)時,鳥群不用領頭鳥指揮就能集體轉(zhuǎn)向,這種個體湊一起生出新能力的現(xiàn)象叫 “涌現(xiàn)”,
細胞里也有同款情況,成千上萬個分子湊在一起,會形成單個分子沒有的結(jié)構,比如染色質(zhì)凝聚體,但之前沒人搞懂這過程是咋來的。
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直到最近《科學》雜志的研究,還有 2025 年 11 月剛發(fā)布的新成果,終于摸到了這層奧秘的門檻。
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染色質(zhì)凝聚體是由 DNA 和組蛋白組成的結(jié)構,它是通過類似油水分離的相分離過程形成的,
之前研究人員不知道單個核小體(DNA 加組蛋白)怎么逐層組裝成可見的凝聚體,也不知道這些相互作用怎么決定凝聚體是像液體還是像固體。
這次發(fā)表在《科學》的研究,用了三個技術來解決這個問題,冷凍電子斷層成像術,用來捕捉核小體的組織方式和染色質(zhì)纖維的結(jié)構,分子模擬,用來量化組蛋白尾部參與核小體相互作用的情況,光學顯微鏡,用來測量凝聚體的動態(tài)行為和黏彈性。
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2025 年 11 月 5 日,澎湃新聞報道的牛津大學團隊,開發(fā)了單堿基 3C 技術(MCCu),
這個技術能以單堿基的精度解析染色質(zhì)結(jié)構,還能把三維基因組學和超分辨率成像結(jié)合,和這次的研究技術形成互補,能更細致地觀察染色質(zhì)的結(jié)構細節(jié)。
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染色質(zhì)纖維是核小體通過連接 DNA 串聯(lián)而成的,之前的研究只知道連接 DNA 的長度會影響染色質(zhì)纖維的相分離,但不知道具體的原因。
這次《科學》的研究發(fā)現(xiàn),僅僅在兩個核小體之間的連接 DNA 里多增加 5 個堿基,核小體的空間排列方式就會改變,進而影響染色質(zhì)纖維之間的相互作用,還有凝聚體的整體網(wǎng)絡結(jié)構。
這種細微的變化,會讓形成的染色質(zhì)凝聚體呈現(xiàn)完全不同的物理屬性,一種更像液體,另一種則更像固體。
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11 月的 Cell 研究里,團隊還發(fā)現(xiàn),核小體缺失的區(qū)域會形成 “納米結(jié)構域”,這些結(jié)構域的形成,也和 DNA 的堿基序列細節(jié)有關。
研究人員做了對應的實驗,調(diào)整連接 DNA 的 5 個堿基后,用冷凍電子斷層成像術觀察,能清晰看到核小體的排列從緊密狀態(tài)變成松散狀態(tài),凝聚體的狀態(tài)也隨之改變。
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搞懂染色質(zhì)凝聚體的形成和運作,不止能搞清楚細胞的基礎活動,還能幫著理解疾病的發(fā)生。研究人員表示,凝聚體的形成過程失調(diào),可能是神經(jīng)退行性疾病或者癌癥的潛在誘因。
2025 年 10 月,光明網(wǎng)報道的中國學者團隊,發(fā)現(xiàn)了染色質(zhì) “記憶傳承” 的關鍵機制,這個機制和染色質(zhì)的穩(wěn)態(tài)有關,如果這個機制出問題,可能和腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關。
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11 月的 Cell 研究也提到,單堿基精度的染色質(zhì)解析技術,能幫助找到致病的基因位點,比如有些堿基的微小變化,會導致染色質(zhì)凝聚體異常,進而引發(fā)疾病。
這次《科學》的研究,也為探究其他生物分子凝聚體的組織和功能提供了參考,研究人員認為,這些研究能為開發(fā)新一代的治療手段提供依據(jù)。
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這些關于染色質(zhì)的研究,讓我們對細胞的認知越來越精準,從五個堿基的微小改變,到整個細胞的功能運作,每一點發(fā)現(xiàn)都在幫我們靠近生命的真相,
未來這些研究成果,說不定能幫著解決更多的健康問題,給大家?guī)硇碌南M?/p>
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