研究揭示了DNA链的同源重组

就染色体而言，X和Y不太可能是一对。x染色体非常大，包含数千个重要基因。相比之下，字母Y只是一个点。

它的主要功能是为开始男性发育和精子生产提供指导。然而，这两条不同的染色体必须一起工作，才能在减数分裂(一种产生精子和卵子的特殊细胞分裂形式)中正确相遇和配对。

这是如何发生的几十年来一直是个谜。但是斯隆凯特琳学院的科学家现在已经找到了答案。答案包括一些被故意破坏和重组的DNA。

是减数分裂的主题。在这个过程中，我们从母亲那里得到的每一条染色体都与我们从父亲那里得到的每一条染色体和两个交换片段是一致的。

在这种交换发生之前，染色体中的脱氧核糖核酸必须被故意破坏。交换的区域是“同源的”——它们位于染色体的相同位置，包含相同的基因(尽管每个基因的特定DNA序列可能略有不同)。

同源重组对雄性来说更具挑战性，因为大多数X染色体是不成对的。事实上，已经很小的Y染色体中，只有非常小的一部分与x有任何同源性。

这个区域被称为假常染色体区域(PAR)，对于保证X和Y进入不同的精子细胞非常重要。

长期以来，科学家们都知道PAR碎片的碎裂和交换速度远超人们对其大小的预期。

在大多数染色体上，DNA双链断裂通常每1000万个碱基对发生一次。小鼠的PAR不到这个大小的1/10，但它仍然可以成功地经历频繁的双链断裂。\"

斯科特·吉尼，一位纪念斯隆凯特琳癌症中心的分子生物学家。

在5月27日发表在《自然》杂志上的一项新研究中，基尼博士和他的同事，包括分子生物学家洛朗·维瓦和长期合作伙伴玛丽亚·贾辛，展示了这种现象是如何发生的。

他们发现X和Y正确配对的关键是PAR区域的重复DNA序列，它会吸引一些双链断裂相关的蛋白质到这个区域。

这些蛋白质簇被Aquiweiwa博士称为“斑点”，改变了这个区域的染色体结构，使PAR(正如作者所说)成为“雄性小鼠基因组中最热的双链断裂区域”。

类似的斑点也出现在已发表研究的图片中。

然而，作为基尼实验室的博士后研究员、该项目的首席研究员和这篇论文的合著者，Acquaviva博士是第一个定义这些团块中有什么并将它们与该区域超积累的双链断裂联系起来的人。

“乍一看，如果实验失败，这些斑点就像你在显微镜下看到的一样凌乱，”阿夸维娃博士说。

“但事实证明，它们在数量、时间和位置上都是完全可以预测的，所以很明显，它们实际上是由细胞故意构建的非常复杂的结构。”

他说，事实上，这些斑点是理解PAR DNA如何以短环的形式连接到染色体主链线轴上的关键。

虽然X染色体具有相同的重复DNA序列，但在女性减数分裂过程中，两条X染色体通常不会在该区域重组。

为什么不呢？滑雪科学家说，这是因为X轴其他区域之间的配对往往先发生，直接对抗PAR的断裂。

这种吸收比预期更多的dna片段蛋白的策略可能不限于PAR区域。

在本月早些时候发表的一篇论文中，基尼的实验室显示出芽酵母中的微染色体也采用了类似的策略。

这些在老鼠身上的新发现是SKI的基尼实验室和Jasin实验室长期合作的最新成果。她说，“斯科特和我从1997年开始合作，当时他刚加入滑雪队。”

这将是我们第40次在一起。这是对滑雪合作氛围的致敬。\"

事实上，与这篇新论文一起发表的一篇社论是由弗朗西丝卡·科尔撰写的，她曾是联合研究员，现在是MD安德森癌症中心的一名教师。

Drs .贾辛和基尼都对同源重组感兴趣，但他们的合作带来了互补的专业知识。

贾辛博士是修复哺乳动物双链断裂的专家，基尼博士是研究酵母如何进行减数分裂的专家。

上个月，该团队的第39篇论文发表在《分子细胞》杂志上。在这本书里，他们对如何修复双链断裂进行了最详细的研究。

Jasin博士说:“我希望它能改变教科书中关于DNA链在减数分裂和重组过程中如何运动的版本。”

“但仍有许多令人兴奋的问题有待解决。”换句话说，请继续关注这支科学家团队的最新消息。