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所有真核生物細胞基因組的復制都遵循一定的順序，這個順序與細胞類型，染色質分布與高級結構和基因轉錄活性相關。這個順序在疾病中可能會被打亂。DNA復制時序是在20世紀50年代后期確定的，但是其生物學意義和機制都不太明確。

2018年12月27日，Cell在線發(fā)表了題為“Identifying cis Elements for Spatiotemporal Control of Mammalian DNA Replication” 的論文，揭示DNA復制時序如何受到調節(jié)以及這對未來的遺傳學研究意味著什么的謎團，發(fā)現(xiàn)DNA序列中存在著控制復制時序的特定位點。論文第一作者為我院校友、06級生物科學專業(yè)司馬佼，論文通訊作者為佛羅里達州立大學分子生物學教授David Gilbert博士。

司馬佼所在研究團隊通過先進的基因編輯技術CRISPR，在小鼠干細胞上制造了將近一百個突變，希望看到某種更好地解釋這種復制過程的工作原理的結果。起先在一個染色體高級結構單元做系統(tǒng)性的刪除（nested deletion）得到了非常復雜的結果，但是后來結合染色體三維結構，猜想到三個主要互作位點可能起到主要作用。司馬佼和其他作者隨后使用CRISPR同時移除這三個區(qū)域后，發(fā)現(xiàn)這三個區(qū)域一起是控制DNA復制時序、DNA染色質3維結構以及基因表達活性的關鍵。

司馬佼說，“我們首次在基因組中精確確定了調控染色質結構和DNA復制時序的特定序列。這些結果反映了一種可能的模型，即DNA如何在細胞內折疊，然后這些折疊模式如何影響遺傳物質的功能。為了找到這些元件，我們采用了不同的研究策略，借助了一些堅持以及運氣。這個過程我十分享受。我需要感謝我的導師以及其他作者對這個項目的支持，建議，以及專業(yè)性的幫助。從事這個項目的四年對我的職業(yè)發(fā)展很有意義”。

該研究為更好地理解DNA復制是如何被調節(jié)的開辟了遺傳學研究的新途徑。當DNA復制時間發(fā)生變化（正如Gilbert和Sima的實驗所展現(xiàn)的那樣）時，它能夠完全改變細胞遺傳信息的解釋方式。

當科學家們應對DNA復制時間受到干擾的復雜疾病時，這可能成為關鍵信息。Gilbert說，“如果在不同的地方和時間發(fā)生進行DNA復制，那么這可能組裝出一種完全不同的結構。細胞在不同的時間有不同的東西可用。改變DNA復制發(fā)生的時間會改變遺傳信息的組裝。”