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《《Science》文章倾覆“细胞分裂”基因表达理论》

  • 来源专题：转基因生物新品种培育
  • 编译者： Zhao
  • 发布时间：2017-09-26

  • 生物通报道：人们长期以来一直认为分裂期基因是“沉默的”，不会被转录成蛋白质或调控分子。一直以来有一个问题得不到解答：细胞分裂结束后，基因们又是如何被重新激活的？宾州再生医学研究所所长、细胞和发育生物学系教授Joseph Leidy作为通讯作者发表在《science》上的文章对这个问题进行了深入研究。该文章的出发点是细胞如何让“安静”的基因状态转变为全面激活状态，并及时开启整个细胞的身份调制。文章一作博士生Katherine C. Palozola找到了一种检测分化中活细胞基因活性检查的新方法。她标记人类肝脏细胞系的尿嘧啶（FITC-UTP labeling），然后就观察到了细胞复制时仍在活跃的基因。EU-RNA-Seq和FITC-UTP 标记揭示有丝分裂过程基因普遍发生了转录。

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  • 《隐藏的癌细胞分裂密码》
    • 来源专题：生物安全网络监测与评估
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2018-12-01
    • 　Hollings癌症中心的科学家们描述了一种独特的细胞分裂形式：一些细胞根本不需要一些必须分子，就能进行细胞分裂。 如欲了解新一代测序技术在癌症研究中的最新应用，请点击此处索取更多资料。 　　南卡罗来纳医科大学Hollings癌症中心的科学家在《Genes and Development》发文，解释了肝细胞损伤后如何再生，意外揭开了癌症的发病机理以及癌细胞如何进化附加突变，从而加速生长和扩散。 文章作者包括Hollings癌症中心主任Gustavo Leone博士和其实验室的Takayuki Okano-Uchida博士等人。 Uchida解释说，在胚胎发育期间，必须进行细胞分裂，替代死亡或受损细胞。细胞分裂的一个重要组成部分是精确地复制每个染色体，为每个细胞提供相同的DNA，我们称之为DNA复制。在该过程中发生的错误可能导致染色体异常拷贝或有害突变，这些细胞就有可能导致癌症。 “我们是多细胞生物，”Uchida说。“为了制造多细胞生物，细胞复制是很重要的，所以DNA复制对我们非常重要。” 为了正确地划分和确保DNA复制，细胞必须在每个染色体的特定位置启动这个过程，生物学称其为“复制起点”。 启动起点以启动DNA复制整个过程，就像赛车前启动发动机一样，控制该过程的一组分子被称为“起点复制复合体（origin replication complex）”，它们与每条染色体中特定DNA位置结合，帮助细胞识别从哪里起步。科学家们认为，正是有了它们，才有了精准的完美基因组。 然而，Uchida和同事却发现，虽然大多数细胞需要一部分起点复制复合体（被称为ORC1）来识别DNA复制起点，而肝脏和胎盘细胞往往不需要ORC1。这些细胞属于少部分复制DNA但不分裂的细胞，可以形成一个较大的、包含正常数量2倍DNA的细胞。该过程被称为内循环（endocycle），可能发生多次，导致细胞内部DNA是正常DNA量的许多倍。 研究人员发现，在肝脏中，分裂细胞的ORC1表达量很高，而在衰老动物模型中，肝细胞开始内循环，ORC1水平下降，表明内循环的DNA复制可能不需要ORC1。为了验证这一观点，研究人员将肝细胞的ORC1删除，发现缺乏ORC1的肝细胞内循环明显提前。 “人们普遍认为ORC1对所有形式的DNA复制都必不可少，”Uchida说。“我们的这一发现显得尤为关键。” 未来，他们将关注ORC1和异常DNA复制对肿瘤细胞的作用，根据Uchida的说法，癌细胞似乎利用了类似内循环的过程快速对治疗产生抗性。事实上，某些癌症的ORC1水平很低，但是肿瘤依然生长迅速。“缺乏ORC1的细胞积累的突变比正常细胞多，着当然可以促进癌细胞的生长。” Uchida认为，实验结果可以从小鼠延伸到人类，下一步他们将在人类肝细胞系中检测这些结果。
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  • 《Science | 日本莲根瘤菌感染和结核发育过程中的周期性细胞分裂素反应》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-07-23
    • 2024年7月18日，日本国立基础生物学研究所等机构的研究人员在Science发表题为Periodic cytokinin responses in Lotus japonicus rhizobium infection and nodule development的文章。 在氮限制条件下，寄主植物从豆科植物根瘤与固氮菌的共生中获益。在这种相互作用中，寄主必须调节根瘤的数量和分布模式，以控制共生程度和维持根系生长功能。宿主对共生细菌的反应是不连续的，但在生长根尖后的区域反复发生。 该研究通过活体成像和转录组分析表明，细菌接种后，宿主基因表达以大约 6 小时的间隔振荡。细胞分裂素反应也表现出类似的振荡模式。细胞分裂素信号对于维持这种周期性至关重要，这一点在细胞分裂素受体突变体中观察到，突变体显示出感染灶分布的改变。这种周期性调节影响了对细菌有反应的根区的大小，也影响了结核过程的进展。
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