科學(xué)家可能發(fā)現(xiàn)新型DNA
日期:2012-03-12 08:44:12
來自弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院,北卡羅來納大學(xué)的研究人員發(fā)表了題為“Extrachromosomal MicroDNAs and Chromosomal Microdeletions in Normal Tissues”的文章,報(bào)道了一種新型DNA:非重復(fù)序列小環(huán),這種DNA在小鼠和人類體細(xì)胞中也許廣泛存在,這項(xiàng)成果公布在Science雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)和分子遺傳系主任Anindya Dutta,Dutta教授擁有醫(yī)學(xué)博士學(xué)位及Rockefeller大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位,曾在美國哈佛大學(xué)獲得終身教授職位,目前也是Mellon前列腺癌研究所榮譽(yù)教授,曾多次擔(dān)任如國際生化大會(huì)等國際學(xué)術(shù)年會(huì)的大會(huì)主席。他曾首先提出了細(xì)胞基因組DNA再復(fù)制(re-replication)的理論,在十五年間以通訊作者在國際知名雜志上共發(fā)表學(xué)術(shù)論文近80篇,其中包括Science, Nature, Cell等頂尖期刊。
大多數(shù)DNA研究主要采用的是來自血液的細(xì)胞樣品,但是細(xì)胞核基因組并不是全部,細(xì)胞其它亞結(jié)構(gòu)中也存在其它染色體丟失片段。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)一種非重復(fù)序列小環(huán)結(jié)構(gòu)也許廣泛存在于小鼠和人類體細(xì)胞中。這些染色體外的DNA片段,被稱為微小DAN(microDNA),也許是染色體微缺失的副產(chǎn)物,這也就是說整個(gè)機(jī)體中的細(xì)胞也有自己的DNA缺失片段衛(wèi)星。
最開始研究人員是希望能分析小鼠大腦組織中染色體內(nèi)基因漂移(shuffle)——同源序列重組能創(chuàng)造額外的DNA環(huán),但是這些DNA的特點(diǎn),大小和序列卻令研究人員十分驚訝。
研究人員從小鼠大腦組織樣品中純化了細(xì)胞核DNA,之后靶向消化了線性DNA,只留下了環(huán)狀結(jié)構(gòu),通過富集并測序這些環(huán)狀DNA,研究人員發(fā)現(xiàn)這些DNA都比較小,大多數(shù)為200-400個(gè)堿基對(duì),沒有重復(fù)序列。Dutta教授認(rèn)為這與之前發(fā)現(xiàn)的染色體外DNA環(huán)不同,因?yàn)槟切┙Y(jié)構(gòu)常包含有重復(fù)序列。為了確定這一結(jié)果,研究人員還在其它小鼠組織,和人類細(xì)胞系中進(jìn)行了重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
研究人員還回過頭來分析了之前純化篩去的線性DNA,從而將這些微小DNA定位在了微缺失發(fā)生的特殊位置,這指出這些DNA是從基因組中而來,形成獨(dú)立的環(huán)。如果這沒有錯(cuò)的話,那么這就意味著體組織具有比以往所知的更高,更廣泛的嵌合程度,也就是說組織細(xì)胞中的基因組DNA并不是完全相同的。
這種現(xiàn)象可以解釋一些疾病中無法識(shí)別引發(fā)疾病等位基因的問題,如果一些大腦細(xì)胞中的微缺失干擾了一個(gè)基因,并導(dǎo)致認(rèn)知能力下降,那么完全測序整個(gè)細(xì)胞中序列并不能識(shí)別出“罪魁禍?zhǔn)住薄?/SPAN>
對(duì)于這項(xiàng)研究,也有一些科學(xué)家提出異議,比如來自加拿大曼尼托巴大學(xué)的Sabine Mai,她認(rèn)為這項(xiàng)研究不過是發(fā)現(xiàn)的舊現(xiàn)象,以前就發(fā)現(xiàn)過多分散的小DNA。具體結(jié)論還有待更進(jìn)一步的研究。