科学家们发现了DNA序列的重要性

随着细胞的分裂，它们的一些DNA被重新排列，刺激了新特征的出现，这些特征可以决定一个物种是存活还是挣扎。但是一些DNA片段似乎对细胞的基本功能至关重要，必须保留它们。那么是什么让这些部分从一代传到下一代?

洛克菲勒科学家专注于我们的染色体区域称为着丝粒，已经确定了阻止其DNA被扰乱的因素。他们的研究结果在美国国家科学院院刊中有所描述，可能有助于解释为什么在细胞分裂过程中分离染色体发挥关键作用的着丝粒在某些过程歪斜的条件下变得不稳定，例如癌症。

“人们一直认为DNA重组在着丝粒上基本保持沉默，但我们的研究表明它在某些病理条件下可以更加活跃，”染色体和细胞生物学实验室负责人Hironori Funabiki说。“我们现在明白，我们通常不会在这里观察DNA交换，因为有一个活跃的机器阻止它。”

保留重复

着丝粒是细胞分裂期间新复制的染色体保持在一起的地方，并且纤维附着在染色体上以便在细胞分裂成两个时将它们分开。着丝粒内的DNA重复自身，DNA的相似延伸一个接一个地发生。着丝粒的重复性质很常见，从真菌到植物和动物，但尚不清楚为什么着丝粒由重复DNA组成，或者这种重复组织如何不稳定。

研究人员研究了一种可能发生比平常更多遗传改组的情况：癌细胞。为了测量重组，他们采用了洛克菲勒的Titia de Lange经常使用的技术，该研究使用称为端粒的重复序列研究DNA的不同区域，该端粒保护DNA末端不会恶化。

该方法称为CO-FISH，涉及用不同颜色标记亲本DNA链及其子链。如果在细胞分裂过程中染色体之间存在DNA交换，则所得的着丝粒显示混合的颜色，然后可以对其进行定量。

研究助理兼该研究的第一作者Simona Giunta说：“癌细胞中的重组率高达30%，而正常细胞中的重组率则高达5%。”“这告诉我们不仅重组可能发生在着丝粒内，而且还表明正常细胞中存在一种机制，可以阻止癌细胞中的重组。”

研究人员怀疑着丝粒完整性可能改变的另一种情况是细胞衰老，即细胞停止分裂的状态。该过程被认为反映了有机体老化时发生的事件，并且部分受端粒控制，端粒随着每个细胞分裂而缩短。研究人员发现，像端粒一样，着丝粒也会在衰老的细胞中变得不稳定。

保持稳定

在显示出着丝粒稳定性受损的癌细胞系中，Funabiki和Giunta发现一种名为着丝粒蛋白A(CENP-A)的分子以低于正常水平存在于染色体上。CENP-A已被确定为与着丝粒重复DNA直接相关的因子，并有助于募集必要的组分，使染色体能够与分裂细胞同等分离。

“我们在正常细胞中耗尽了CENP-A，效果非常显着，”Funabiki说。“大多数染色体表现出广泛的交换。”

随着CENP-A及其下游蛋白质被确立为维持着丝粒序列重复性质的关键参与者，研究人员已经开始探索它如何完成这项任务。他们希望进一步的研究能够揭示不稳定着丝粒在衰老和癌症发展等情况下的后果。

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