酵母研究揭示了维持基因组大小的线索

随着细胞分裂，它们必须在两个子细胞之间准确地分裂它们的DNA，否则可能导致染色体数量不均匀，从而导致发育障碍和癌症。一项新的Donnelly中心研究揭示了一个关键的分子机制如何推动这一过程，并提供了为什么有些孩子患有侵袭性肾脏肿瘤的线索。

由Tina Sing带领，获博士学位。该项研究的研究结果发表在6月xx期刊“细胞生物学杂志”上，该研究发表在唐纳利中心和生物化学系的格兰特布朗教授实验室。

布朗将基因组比作组织成一定数量的章节或染色体的教学书。“重要的是，章节的数量保持不变，”他说。“如果你缺乏某些流程的指令会很糟糕，但令人惊讶的是，如果你的指令太多，也会很糟糕。”

有一个21号染色体的额外拷贝导致唐氏综合症，而一个X染色体的缺失将使女性不育，如特纳综合征所见。在癌细胞中，全基因组复制随后偶然染色体丢失使肿瘤细胞能够积累基因，从而帮助它们生长出健康的细胞。

“当细胞决定进行分裂时，需要确保其DNA在两个子细胞之间同等分离，”Sing说，他现在是加州大学伯克利分校的博士后研究员。“细胞必须首先复制它们的DNA，然后它们必须将DNA的这两个拷贝分开，这样每个子细胞就能获得整个基因组的一个完整拷贝。”

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Sing发现了一种名为RSC的已知蛋白质机制的新角色，用于“重塑染色质结构”并发音为“风险”，帮助在子细胞之间平等分离重复的染色体。RSC通过帮助形成中心体来实现这一目标，中心体是一种发芽细小细丝的结构，它捕获每组染色体并将它们拉开。“我们发现，如果细胞缺乏RSC功能，那么这会导致异常的DNA分离和细胞中染色体数量的自发加倍，”Sing说。

在他们的实验中，Sing和Brown使用芽殖酵母 - 相同的单细胞微生物，帮助面包上升和啤酒发酵 - 当RSC不再工作时，它与癌细胞显示出惊人的相似性。除了具有更多数量的染色体外，缺乏RSC功能的酵母细胞也具有更多的中心体。虽然健康细胞在细胞分裂期间通常具有两个中心体，但RSC突变体通常具有更多，这使得它们难以正确地分离它们的染色体。

以前，RSC因其在开启和关闭基因中的作用而闻名。Sing发现RSC对DNA分离也很重要，这与其他实验室以前的发现有关，可能有助于解释儿童癌症的形成过程。

人类RSC的突变也导致染色体数量的自发增加，并且已经发现在横纹肌样瘤中，这是一种高度侵袭性的肾癌形式。此外，如果小鼠细胞失去RSC功能，它们可以变成癌症。然而，没有人知道RSC会暗示其参与染色体分离。现在，由于酵母细胞的见解，RSC可能在人类中具有类似的作用。

“考虑酵母中的基本过程如何发生在人类身上总是令人惊讶，”辛说。“我们认为我们的研究能够深入了解癌细胞中的这种观察结果，我们认为这种复合物有可能有助于人体细胞中的染色体分离。”

Sing的发现是偶然的。当她开始从事RSC工作时，她的目标是深入挖掘一些更传统的角色。只有在她多次注意到缺乏RSC功能的细胞的染色体数量是正常染色体数的两倍之后，才意识到自己出现了意想不到的事情。“染色体的增加比我们想要的更有趣，”她说。“我认为这项研究是一个很好的例子，说明当你开始研究一个特定的生物学问题时，你会发现你所发现的数据会让你感到惊讶，有时只是跟随你对不同路径的好奇心会导致对生物学的另一个方面的理解。 “。

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