ELISA試劑教恁突變是怎樣來的
ELISA試劑教恁突變是怎樣來的
幾年前，科學家們發(fā)現(xiàn)，在我們自己的細胞中有一個重要突變原：APOBEC，這個蛋白的功能通常是作為保護劑對抗病毒感染。近期，瑞士和俄羅斯的一個科學家小組在瑞士日內瓦大學（UNIGE）遺傳學家Sergey Nikolaev的帶領下發(fā)現(xiàn)， APOBEC能夠利用我們DNA復制過程中的一個弱點，來誘發(fā)我們基因組中的突變。DNA復制機器每復制10,000 -100,000 bp就會犯個錯誤，這個錯誤如果不校正就會成為基因組突變。研究者們幾十年來一直想知道，這些貌似隨機的錯誤是如何產生的。2015年，研究人員觀察到了這種極微小的堿基改變。在短短一瞬間，發(fā)生改變的堿基看起來像是另一個堿基。這種“量子悸動”（quantum jitter）現(xiàn)象極為罕見，存在的時間也極短，但卻會產生深遠的影響。
細胞每一次分裂都需要復制DNA，而DNA會在這一過程中慢慢發(fā)生變化?；蚪M中的DNA突變并不是隨機發(fā)生的，但人們還不清楚這背后的具體機制。尋找DNA突變的來源，不僅有助于理解進化過程，也和人體健康密切相關。2015年，愛丁堡大學的研究團隊開發(fā)了一種新技術，emRiboSeq。emRiboSeq能繪制DNA聚合酶在整個基因組上的分布圖，幫助人們更好的理解DNA復制和DNA突變。
當細胞同時在進行DNA復制及將它的遺傳密碼翻譯為蛋白質之時，從事復制工作的分子機器與將DNA轉錄為mRNA密碼子的分子機器會隨著各自的復制與轉錄進程，沿著同一DNA雙鏈向前移動。有時候復制和轉錄朝著同一方向進行，而有時候復制和轉錄過程會遭遇碰撞。研究人員確定了，這些碰撞大大有助于突變的發(fā)生。
研究人員們首先開發(fā)了一種實驗室檢測方法，使得我們能夠在枯草桿菌中檢測一個特定基因中廣泛的突變。在某些細菌中，我們導入了這一基因使得復制和轉錄過程朝著同一方向進行。在另一些基因中我們改造了這一基因使得復制和轉錄過程正面相撞。研究人員發(fā)現(xiàn)當復制和轉錄朝著正面相撞的路徑定向時，突變率高于它們的路徑沿著同一方向時。此外，大多數(shù)由復制轉錄沖突引起的突變都是在基因啟動子區(qū)域的插入/缺失或替換，這一區(qū)域控制了基因表達。大多數(shù)人一直在編碼蛋白質的DNA序列中尋找突變，但在這篇文章中我們發(fā)現(xiàn)基因表達的調控元件——啟動子非常易于發(fā)生突變。面對面的轉錄和DNA復制促成了這種易感性。
啟動子控制了基因的轉錄程度；例如，啟動子中的一些特殊突變可以增加或減少蛋白質的生成，或*沉默它們。這些基因表達遺傳改變有可能影響生物體的健康。我們確定的突變機制不僅適應于我們的實驗系統(tǒng)，而有可能促成了從細菌到人類在全基因組范圍內改變基因表達的突變。
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