由印第安納大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究是個(gè)發(fā)現(xiàn)人類和古細(xì)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(xì)菌來理解與細(xì)胞基因表達(dá)錯(cuò)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(xì)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?yàn)槟承┗蚋鶕?jù)它們的折疊方式激活或失活。

      “DNA的不準(zhǔn)確捆綁或'折疊'可導(dǎo)致錯(cuò)誤的基因被打開或關(guān)閉，”貝爾說。“研究表明，在人類細(xì)胞生長過程中打開或關(guān)閉錯(cuò)誤的基因可導(dǎo)致基因表達(dá)的變化，終可能致癌。”

      古細(xì)菌是簡單的單細(xì)胞生物，包含地球上三個(gè)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(xì)菌，但與其他兩個(gè)領(lǐng)域相比，人們對古生物知之甚少：細(xì)菌和真核生物，包括人類等哺乳動(dòng)物。它們在遺傳水平上也比真菌更接近真菌。

       IU研究是個(gè)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(shí)，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(gè)描述用于在細(xì)胞生長過程中組裝古細(xì)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?yàn)樗c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(xì)菌作為研究人類細(xì)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(xì)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(xì)菌的簡單性意味著他們有可能成為一個(gè)*的模型來幫助理解人類的基本相關(guān) - 但更復(fù)雜的 - 細(xì)胞過程。”

      這項(xiàng)研究是使用硫化葉菌(Sulfolobus)進(jìn)行的，硫磺菌是一種在*溫度下繁殖的古菌屬，因?yàn)樗鼈兊奈锢砟途眯允顾鼈兏菀自趯?shí)驗(yàn)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。