酵母研究新发现

2019-12-01 20:52:47

JohnsHopkins大学研究人员成功运用新技术从酵母基因组中找到一些和在酵母细胞分裂时将复制的染色体聚集以保护细胞分裂时酵母遗传完整性相关的基因。

结合两次全基因组范围的筛选,研究人员将第一次筛选得到的数十个和细胞分裂时两套染色体组分离相关基因缩小到17个。相比之下这个筛选次数算得上经济而且节约时间。

霍普金斯的McKusick-NathansInstituteofGeneticMedicine的副教授ForrestSpencer博士表示:由新的基因组扫描技术得到数据信息非常庞大。想从第一次筛选得到的全部信息中找出哪些是不相关的信息是非常困难的,不过通过综合两次筛选得到的信息,就可以得到真正有用的并非复杂的难以理解的信息。

原本研究人员希望通过筛选能够发现新的基因并揭示其功能,结果他们找到的是之前已知和细胞分裂时染色体复制的另外两个方面相关的17个基因。其中15个基因已知和确保复制DNA的精确性有关,2个基因和牵引复制的染色体到分裂细胞的两端有关。不过研究人员的工作为这些基因赋予新的功能,这些基因和染色体的凝聚(chromosomecohesion)——一个保持染色体和复制版本在一起直到细胞开始分裂的过程有关——这个过程目前所知甚少,只知道如果姐妹染色体不是保持在一起那么在细胞分裂时就会聚集在分裂细胞的一边。另外一个问题是染色体可能会发生意外的重组而损失重要的基因。如果没有cohesion这个过程,细胞就会死亡。如果这个过程时有时无,一些细胞能够存活下来但他们的遗传物质将会变得混乱。

这就是SPENCER和她的小组极力去搞清的“时有时无”的问题。他们进行这项研究部分是因为这是有趣的生物现象,但是也是因为遗传的不稳定性在人类癌症的发展过程中有重要影响。没有人确切地明白在哪一点上遗传物质发生了错误并没得到修正,但是从细胞分裂过程中复杂的染色体变化开始着手研究应该是一个不错的起点。

已知ctf4基因是cohesion过程中的关键组成,博士后CherylWarren从5916个酵母基因中筛选在ctf4基因缺失的条件下酵母存活必须的基因,这个筛选称为syntheticlethalScreening(代表两个基因中只要有一个酵母就能存活,同时缺失两个基因的酵母不能存活,生物通注),研究人员得到26个这样的和ctf4互为syntheticlethal的基因。当然有些syntheticlethal效应可能是其他原因造成而和cohesion无关,所以研究人员找到一种新方法来鉴别基因的缺失是否会造成遗传物质的紊乱。研究人员检测这26个基因看是否和遗传的不稳定性有关。实验中研究人员用分散在整个基因组的Marker来确定基因缺失是否会引起染色体片断的缺失。研究人员发现26个基因中只有17个基因缺失和染色体的不稳定性有关。15个和S期double-checking的修复过程有关,2个和细胞分裂时牵引两套染色体向分裂细胞的两端有关。通过两次筛选,研究人员将研究对象缩小到一个可以继续研究,然而又大到足够揭示一种趋势的范围。这是首次发现参与检查DNA序列的蛋白同时和保持姊妹染色体一起有关。