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【中國新聞網】中國科學家揭示哺乳動物胚胎染色體三維結構重編程規律

【中國新聞網】中國科學家揭示哺乳動物胚胎染色體三維結構重編程規律

試想將2米長的直線摺疊存放在直徑僅有5至10微米的三維空間里會是怎樣?科學家試圖解析這種摺疊規律,因為這決定著細胞核如何指揮細胞功能發揮。

記者7月14日從科學院北京基因組研究所獲悉,該所劉江研究組與上海科技大學黃行許研究組合作,揭示了哺乳動物成熟精子和卵子的染色體3D結構,並發現早期胚胎髮育過程中染色體結構的重編程變化。

科學家說,人類脫氧核糖核酸(DNA)拉成直線長約2米,而細胞核的直徑僅有5至10微米。包括人類在內,大多數動物的生命始於精子與卵子的結合,但精子與卵子的細胞核結構與人體其他的體細胞存在極大差異。

具體來看,精子細胞核只有普通細胞核的十分之一大小,其染色體被精蛋白包裝。成熟卵子細胞核處於分裂中期,其染色體處於高度壓縮狀態。長期令科學家們困惑的是,精子與卵子結合以後,細胞核中的染色體如何變成「正常的染色體」,也就是「人是如何從受精卵發育成個體」。

科學家此次獲得了小鼠精子、卵子和早期胚胎的高解析度染色體高級結構圖譜。他們發現,成熟卵子沒有拓撲結構域,但在精子中普遍存在超遠程染色體的相互作用。

科學家們還發現,隨著發育,受精卵內逐漸建立起染色體高級結構,但這一建立過程不依賴於受精卵基因組轉錄的激活,而是依賴於基因組的複製。此外,染色體高級結構與DNA甲基化存在關聯。

相關成果已發表在國際期刊《細胞》。評論指出,這項研究為學界深入了解哺乳動物如何從受精卵發育成一個多功能的個體打下重要基礎,將有助於人們揭示胚胎髮育的奧秘。

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