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新技术有助于在胚胎发育过程中追踪单个染色体

细胞核内遗传物质的空间排列在生物体的发育中起重要作用。巴塞尔大学的一个研究小组与哈佛大学的科学家合作,开发了一种追踪单个细胞中染色体的方法。使用这种方法,他们现在已经能够证明染色体在胚胎发育过程中会重组。该研究最近发表在《分子细胞》上。

我们的身体由功能最多样化的各种细胞组成。但是,无论是心脏,肝脏还是神经细胞,它们都包含相同的遗传信息。细胞发育不同的原因是仅读取其染色体的一部分。这导致某些基因处于活跃状态,而另一些则处于沉默状态。

对于基因激活,基因的包装方式以及它们在细胞核中的空间组织都起着决定性的作用。巴塞尔大学Biozentrum的Susan Mango教授团队现在对这种3D架构进行了更深入的研究。使用一种新技术,他们能够在线虫的胚胎发育过程中追踪单个染色体,并显示它们在早期阶段会重新排列自身。

染色体排列不是随机的

如果伸展开来,细胞的所有DNA分子的长度将达到两米左右。因此,必须将DNA紧密包装,以适合仅几微米大小的细胞核。DNA链非常紧密地盘绕并扭曲形成了节省空间的结构,称为染色体。染色体DNA的包装和排列决定了基因的活性。

在研究中,以苏珊·芒果(Susan Mango)教授为首的研究人员追踪了单个染色体,并研究了它们在早期胚胎发育过程中的组织。线虫秀丽隐杆线虫的胚胎细胞充当模型。

使用一种新颖的技术,我们能够在胚胎发生开始时追踪单个细胞中染色体的空间重排。这种方法的优点是细胞和组织完全保持完整。”

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