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研究通过确定引起染色质结构变化信号有效生成骨骼肌再生细胞

       明尼苏达大学医学院的一项新研究阐明了在骨骼肌形成之初,基因组的三维结构是如何被调控的。虽然基因组的DNA序列是一个线性的代码,就像一个很长的句子,但实际的DNA分子在三维空间中扭曲和折叠,其中一些序列彼此距离较远,但却在空间中物理上彼此接近。这些三维相互作用被认为可以使结合DNA的蛋白质调节离它们结合位置很远的基因的活动。

       研究其中一个DNA结合蛋白质Pax3的活性,这个蛋白质对骨骼肌的发展至关重要,发现在Pax3结合的DNA序列和Pax3调控的肌肉特异性基因之间形成了大的环状结构,这对肌肉的发育非常重要。
       此前,同一个研究小组绘制了Pax3在中胚层细胞基因组中结合的所有位点的图谱。中胚层细胞是一种胚胎组织,具有形成肌肉的能力。他们发现当Pax3与DNA结合时,它会在局部区域打开并放松DNA分子的包装。在目前的研究中,发现Pax3蛋白随后会引入一种叫做Ldb1的桥接分子,通过在Pax3蛋白和它所调控的远端基因之间架起一座桥梁,使得远端序列之间形成三维环。
       为了证明Ldb1对基因组结构变化的影响,使用了一种基因技巧,因为他们强迫招募Ldb1,而Pax3通常通过创建一个Pax3-Ldb1嵌合体与基因组结合。还表明在缺乏Ldb1的情况下,小鼠胚胎中不能正常形成肌肉。
       研究证明Pax3除了调控染色质结构外,还操纵着肌原性增强子的激活。肌原性增强子是对基因表达具有重要调控功能的基因组DNA片段。
       有证据表明,DNA分子环(也被称为染色质结构)的变化可以导致遗传疾病和癌症。通过研究染色质结构在细胞核内是如何调控的,将更好地了解正常和病理过程,并有可能发现治疗癌症等疾病的新靶点。
       通过确定引起染色质结构变化的信号,并利用这些信息有效地生成骨骼肌再生细胞,用于治疗肌肉营养不良等疾病。
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