由印第安納大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項研究是個發(fā)現(xiàn)人類和古細菌染色體組織之間相似性的研究。該發(fā)現(xiàn)可以支持在研究中使用古細菌來理解與細胞基因表達錯誤相關(guān)的人類疾病，例如癌癥。
該研究的主要作者是斯蒂芬貝爾，他是生物學(xué)教授，也是IU Bloomington藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院分子與細胞生物化學(xué)系主任。該研究將于9月19日在Cell雜志上發(fā)表。
人類和古菌染色體中DNA的類似聚類是重要的，因為某些基因根據(jù)它們的折疊方式激活或失活。
“DNA的不準確捆綁或'折疊'可導(dǎo)致錯誤的基因被打開或關(guān)閉，”貝爾說。“研究表明，在人類細胞生長過程中打開或關(guān)閉錯誤的基因可導(dǎo)致基因表達的變化，終可能致癌。”
古細菌是簡單的單細胞生物，包含地球上三個生命領(lǐng)域之一。雖然在包括人體在內(nèi)的各種環(huán)境中都發(fā)現(xiàn)了古細菌，但與其他兩個領(lǐng)域相比，人們對古生物知之甚少：細菌和真核生物，包括人類等哺乳動物。它們在遺傳水平上也比真菌更接近真菌。
IU研究是個可視化古菌染色體中DNA組織的研究。關(guān)鍵的相似之處在于DNA的排列方式 - 或“離散區(qū)室化” - 基于它們的功能。
“當(dāng)我們次看到古生物DNA的相互作用模式時，我們感到震驚，”貝爾說。“它看起來就像人類DNA一樣。”
該研究也是個描述用于在細胞生長過程中組裝古細菌DNA的蛋白質(zhì)。研究人員將這種大蛋白復(fù)合物稱為“coalescin”，因為它與真核生物中的一種叫做“縮合蛋白”的蛋白質(zhì)相似。
使用古細菌作為研究人類細胞生長過程中DNA組織的模型的優(yōu)勢 - 以及該組織與可能引發(fā)癌癥的基因激活之間的關(guān)系 - 的優(yōu)勢在于它們相對簡單。
"人體細胞非常復(fù)雜，了解控制DNA折疊的規(guī)則挑戰(zhàn)性，”貝爾說。“古細菌的簡單性意味著他們有可能成為一個*的模型來幫助理解人類的基本相關(guān) - 但更復(fù)雜的 - 細胞過程。”
這項研究是使用硫化葉菌(Sulfolobus)進行的，硫磺菌是一種在*溫度下繁殖的古菌屬，因為它們的物理耐久性使它們更容易在實驗中使用。Sulfolobus遍布，尤其是在圣海倫山火山和黃石國家公園的溫泉等地。
