研究深入了解人类的行为方式

   日期:2024-10-04     来源:本站    作者:admin    浏览:68    

  

  

  在一个人的一生中,许多刺激物可以开启或关闭许多基因,从而导致人与人之间的差异。化学教授Jasmin Mecinovic的目标是在分子水平上研究这些过程。

  大多数人都知道DNA或人类遗传物质在疾病的发展、外观和易感性中起着重要作用。这种DNA存在于所有细胞中并保持不变;当一个细胞分裂来补充自己时,它会产生一个完全相同的DNA副本。但是,如果所有的细胞都以相同的DNA开始,为什么它们的生长方式不一样呢?

  这是科学家们所说的一个非常突出的话题,近年来,许多科学家把注意力集中在表观遗传学上,即外部刺激如何在短时间或长时间内改变细胞内正常不变的基因的表达。

  这些因素包括人类的消费,他们如何锻炼,以及他们如何衰老。一些专家认为,表观遗传修饰可以从父母传给未出生的孩子,从而使孩子适应父母的生活环境。

  一些专家还认为,父母的心理因素,如压力和创伤,可能会导致未出生孩子的表观遗传改变,如应激激素水平升高。

  表观遗传修饰不是不可逆转的,也可以撤销。

  诺和诺德基金会授予Jasmin Mecinovic 13,209,000丹麦卢比,以表彰他的项目“理解连接体组蛋白的化学语言”。

  表观遗传效应,无论是自然的还是由环境因素引起的,都会引起每个细胞核内DNA周围特定结构的化学变化。组蛋白是一种蛋白质结构,其主要作用是创造一个框架,两米长的DNA链可以围绕这个框架盘绕。

  然而,它们确实有一条超越DNA的隐喻性尾巴。小的化学基团可以通过酶附着或移除。当酶完成这一过程时,一个信号通过组蛋白传递到细胞核,指示其中的特定基因是否应该被打开或关闭。

  基因组是生物体的全部遗传物质,包含了大量的信息——大多数人可能听说过碱基A、C、G和T,它们可以在两条DNA链之间以无数种方式连接。

  每一个链接都指向一个不同的基因,这个基因控制着生物体中细胞的功能。简单地说,这些基底的构成决定了诸如发色、惯用手性和额外脚趾的形成等特征。

  Mecinovic补充说:“人类基因组包含至少2万个基因,所以让我们把它比作一本2万页的书:它包含了大量的信息,但并不是所有的信息都在同时发挥作用。让我们假装我们都有那本书。我翻到第10页,你翻到第100页。我们从同一个来源得到两条不同的信息。这就是基因的工作原理;不是所有的东西都是可以访问的,只有特定的部分被激活。这种激活可以由附着、移除或识别组蛋白上的小化学标签的蛋白质触发。”

  酶如何以及在哪里将化学基团附着到组蛋白上,以及这种改变如何影响基因表达,是一个巨大的谜,研究人员只有30年的时间来研究。由于这些变化是如此微小,因此需要极其复杂的化学仪器来窥视组蛋白的领域。

  出于同样的原因,研究人员主要集中在DNA链环绕的四种核心组蛋白上。然而,有第五种组蛋白称为连接子H1,它是如此混乱,以至于以前无法使用现有方法进行分析。

  “想象一下,这种组蛋白有意大利面状的手臂,不停地摆动,很难给它拍照;这就像如果我在你拍照的时候挥手,它就会变得模糊。但是这种组蛋白存在于人类和其他复杂的生命形式中,所以它一定起着重要的作用,这就是我想研究的。”Mecinovic进一步说道。

  这项新工作的主要目标之一是提供化学方法来揭示在不稳定的H1组蛋白的表观遗传角落发生了什么。

  H1和其他组蛋白一样,有一条延伸到DNA之外的尾巴。酶也可以改变它,并通过连接组蛋白影响细胞核中的基因。

  Mecinovic总结道:“因此,另一项核心任务将是尝试构建H1组蛋白,我们可以对其进行特异性修饰,使其看起来像天然H1,以便观察它对组蛋白、表观遗传蛋白和DNA的相互作用有什么影响。”

  基础化学研究的重点是H1组蛋白如何在分子水平上与其他生物分子相互作用。另一方面,组蛋白可以触发不必要的基因激活或抑制,导致疾病,如某些恶性肿瘤和自身免疫性疾病,如风湿性关节炎、狼疮、1型糖尿病和多发性硬化症。

 
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