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“垃圾DNA”並不是垃圾,其與細胞的存活密切相關

研究人員已經確定了被認為是“垃圾DNA”的衛星DNA(satelliteDNA), 在將基因組保持在一起的過程中起著至關重要的作用。

satelliteDNA由非常簡單的、高度重複的遺傳密碼序列組成, 雖然它占了我們基因組的很大一部分, 但其並不包含製造任何特定蛋白質的指令。 之前科學家們一直認為這種“垃圾DNA”並沒有起到任何真正的作用, 更重要的是, 它的重複性質被認為會使基因組更不穩定, 更容易受到損傷或疾病的影響。

“但是如果我們並不需要它, 或者它的存在並不會對我們的生存帶來優勢, 那麼在進化的過程中, 它很可能會被拋棄掉。

”密西根大學生命科學研究所的研究教授 Yukiko Yamashita 說道。

Yamashita 和她的同事們決定嘗試下, 如果細胞不能使用這個DNA, 將會發生什麼。

由於它存在於很長的重複序列中, 因此研究人員不能簡單地將整個satelliteDNA從基因組中進行改變或切斷。 他們通過D1來解決這個問題,

D1是一種與衛星DNA結合的蛋白質。

研究人員將D1從果蠅的細胞中剔除, 很快發現了生殖細胞(最終發育成精子或卵子的細胞)正在走向死亡。

進一步的分析顯示, 死亡的細胞在細胞核外形成微核或小芽, 小芽中包裹的是基因組碎片。

研究人員認為, D1蛋白與satelliteDNA結合, 將所有的染色體封裝在細胞核中。 如果基因組沒有被整個連接在細胞核中, 細胞就會失去形成完整細胞核的能力, 最終死亡。

這種基因“垃圾”在細胞的細胞核內正確地組織著染色體, 這是細胞存活所必需的。

Yamashita說:“這種蛋白質有多個結合位點, 因此它可以結合在多個染色體上, 並將它們組合在一起, 防止單個染色體從細胞核中游離出來。 ”

研究人員接下來用老鼠細胞進行了類似的實驗,

結果是同樣的;當他們取出一種通常與老鼠的satelliteDNA結合的蛋白質時, 細胞核外再次形成微核, 並沒有存活下來。

研究結果發表在《eLife》雜誌上。

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