在棕榈树的细胞里, 人类, 还有一些单细胞微生物, DNA也以同样的方式弯曲. 现在, 通过研究古生菌中与DNA结合的蛋白质的三维结构, 博彩平台推荐和霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究人员发现了与更复杂生物体中的DNA包装惊人的相似之处.
古细菌将它们的DNA(黄色)包裹在组蛋白(蓝色)周围。, 如图3-D所示. 包裹的结构与真核小体有着惊人的相似之处, 一束由8个组蛋白组成，周围缠绕着DNA. 但不像真核生物, 古菌的DNA只缠绕在一种组蛋白上, 形成一个长长的, 被称为超螺旋的扭曲结构. 图片来源:Francesca Mattiroli
“如果你仔细观察，就会发现它们是一样的，”他说 Karolin鲁格尔手枪他是博彩平台推荐的化学和生物化学教授，也是HHMI的调查员. “这让我很震惊.”
古细菌的DNA折叠，今天发表在杂志上 科学, 暗示基因组折叠的进化起源, 这是一个涉及DNA弯曲的过程，在所有真核生物(具有被膜包围的细胞核的生物)中都是非常保守的。.
像真核生物和细菌一样，古细菌代表了生命的三个领域之一. 但古生菌被认为是最早想到折叠DNA的远古祖先的近亲.
科学家们早就知道所有真核生物的细胞, 从鱼到树再到人, 以完全相同的方式打包DNA. DNA链缠绕在由8个组蛋白组成的“冰球”上, 形成所谓的核小体. 核小体在DNA链上串在一起，形成“串珠”结构. 这条遗传项链的普遍保存提出了它的起源问题.
如果所有真核生物都有相同的DNA弯曲方式, 那么它一定是由一个共同的祖先进化而来的,研究报告的合著者约翰·里夫说, 俄亥俄州立大学的微生物学家. “但那个祖先是什么，是一个没有人问的问题.”
Reeve的早期工作已经在古细菌细胞中发现了组蛋白. 但, 古细菌是原核生物(没有明确细胞核的微生物)。, 所以不清楚这些组蛋白在做什么. 通过检查含有古菌组蛋白DNA的晶体的详细结构, 这项新研究揭示了DNA包装是如何工作的.
Luger和她的同事们想要在Methanothermus fervidus中制造组蛋白- dna复合物的晶体, 一种喜热的古细菌. 然后，他们想用x射线轰击晶体. 这种技术, 称为x射线晶体学, 生成被研究分子中每个氨基酸和核苷酸位置的精确信息. 但是培养这种晶体是很棘手的(组蛋白会粘在任何给定的DNA上), 这使得很难创建一致的组蛋白- dna结构), 要理解他们能得到的数据并非易事.
“这是一个非常粗糙的晶体学问题，”Luger说.
然而，卢格和她的同事们坚持了下来. 研究人员透露，尽管使用了一种组蛋白(而不是真核生物使用的四种)，, 古细菌以一种非常熟悉的方式折叠DNA, 产生与真核小体中发现的弯曲相同的弯曲.
但也有不同. 而不是串在一起的单个珠子, 古细菌的DNA形成了一个长长的超螺旋, 一个单一的, 已经扭曲的DNA链的大曲线.
“在古生菌中，你有一个单一的组成部分，”Luger说. “没有什么可以阻止它. 它就像是一个连续的核小体.”
这个超螺旋结构，是很重要的. 当博彩平台推荐博士后研究员弗朗西斯卡·马蒂罗利, 与科罗拉多州立大学托马斯·桑杰洛的实验室合作, 产生了干扰这种结构的突变, 这些细胞在压力条件下生长困难. 更重要的是，这些细胞似乎没有正确地使用它们的一组基因.
“很明显，这些突变不能形成这些延伸，”Mattiroli说.
结果表明，古细菌DNA折叠是真核小体的早期原型.
里夫说:“我认为毫无疑问，它来自祖先。.
尽管如此，仍存在许多问题. Luger说，她想寻找缺失的环节——一个类似核小体的结构，它在简单的古细菌褶皱和真核生物中发现的复杂核小体之间建立了桥梁, 它可以将大量DNA装入一个小空间，并以多种方式调节基因行为.
“博彩平台推荐是怎么从这里走到那里的??她问道。.
这个版本 是最初写的 由霍华德·休斯医学研究所提供并经许可重新使用.
