迷你“钥匙”决定DNA形状

科技日报北京4月27日电 （记者张佳欣）据最新一期《自然·结构与分子生物学》杂志报道，荷兰癌症研究所研究人员揭示了为什么人的DNA是X形的，并发现了一种普遍存在的机制，通过这种机制，细胞可决定DNA的形状。这一发现或对了解人类细胞行为产生更广泛的影响。

在人体里，细胞不断分裂成新的细胞。在此过程中，一个细胞复制自己的DNA，并在两个新细胞之间平均分配。这说起来容易做起来难。毕竟，人类DNA有几米长，像意大利面一样塞进了看不见的微小细胞核中，如何在细胞之间公平分配DNA？

细胞有一个聪明的方法来处理这个问题。它们复制DNA后，将其变成紧凑的包裹。在此过程中，细胞将两个DNA连接在中间，在显微镜下，这样的包裹看起来像一个X。

在细胞分裂之前，X从中间释放，然后，X的每个“手臂”都会进入一个单独的细胞。如果这一过程出错，新细胞获得的DNA会比正常细胞多或少，这可能会导致它们的进程脱轨。例如，癌细胞通常含有异常数量的DNA。

研究人员表示，染色体实际上由两条相同的长DNA线组成。环状黏连蛋白分子将两根线连在一起。环状黏连蛋白打开，导致DNA的“手臂”分开。而DNA中段部分保持紧密闭合，这是由Shugoshin蛋白导致的。

研究发现，Shugoshin使用了一种分子键，恰好可插入黏连蛋白中的一个“钥匙孔”，从而锁定黏连蛋白。由于Shugoshin在染色体的中心，因此只有在那里它才能锁定黏连蛋白，这使得染色体呈X形。

CTCF蛋白与Shugoshin其中一段具有完全相同的分子键，可插入相同的黏连蛋白“钥匙孔”，它也使用这一点来锁定黏连蛋白。

研究表明，存在一种细胞决定DNA形状的通用机制，即调节DNA的各种重要蛋白质使用相同的分子“密钥”来控制黏连蛋白。在正确的时间以及在DNA的正确位置锁定黏连蛋白，可确定染色体的形状。