Cell：第一次发现人类和古细菌染色体组织之间的相似性

来源：生物通

来自印第安纳大学的研究人员发现了人类和古细菌染色体之间发现的主要相似之处，这一发现可以促进单细胞生物体在与细胞基因表达错误相关的癌症研究中的应用。

这项由印第安纳大学的研究人员领导完成的研究是第一个发现人类和古细菌染色体组织之间相似性的研究。这一发现可以帮助在研究中利用古细菌来理解与细胞基因表达错误相关的人类疾病，例如癌症。

这一研究成果公布在9月19日Cell杂志上，文章通讯作者为IU Bloomington艺术与科学学院分子与细胞生物化学系主任Stephen Bell。

人类和古细菌染色体具有类似的DNA簇，这一点非常重要，因为某些基因就是根据它们的折叠方式激活或失活。

“DNA的错误捆绑或'折叠'可导致错误的基因被打开或关闭，”Bell说，“研究表明，在人类细胞生长过程中，打开或关闭错误的基因可导致基因表达的变化，最终可能致癌。”

古细菌是简单的单细胞生物，组成了地球上三个生命领域之一。虽然在包括人体在内的各种环境中都发现了古细菌，但与其他两个领域：细菌和真核生物，包括人类等哺乳动物相比，人们对古生物知之甚少。它们在遗传水平上也比真菌更接近于真核生物。

这项研究是第一个解析古细菌染色体中DNA组织的研究。研究发现关键的相似之处在于DNA的排列方式，或者称为“离散区室化” （基于它们的功能）。

“当我们第一次看到古生物DNA的相互作用模式时，我们感到震惊，”Bell说，“它看起来就像人类DNA一样。”

这项研究也是第一个描述在细胞生长过程中组装古细菌DNA的蛋白质的研究。研究人员将这种大蛋白复合物称为“coalescin”，因为它与真核生物中的一种叫做“缩合蛋白”的蛋白质相似。

这一研究指出了古细菌作为研究人类细胞生长过程中DNA组织的模型，以及用于研究这些组织与引发癌症的基因激活之间的关系，有它的优势——古细菌相对简单。

“人体细胞非常复杂，了解控制DNA折叠的规则极具挑战性，古细菌的简单性意味着它们有可能成为一个极好的模型来帮助理解人类的基本的，但更复杂的细胞过程。”

这项研究是使用硫化叶菌（Sulfolobus）进行的，这是一种在极高温度下繁殖的古菌属，因为它们的物理耐久性使它们更容易在实验中使用。这种细菌遍布全球，比如圣海伦山火山和黄石国家公园的温泉等地。

参考文献：

Physical and Functional Compartmentalization of Archaeal Chromosomes