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解开生命谜题的第二级密码
佘惠敏//www.workercn.cn2014-04-25来源:经济日报
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  研究员向记者展示用3D打印模型。左为朱平,手持染色质二级结构左手双螺旋模型;右为李国红,手持DNA右手双螺旋结构模型。

  本报记者 佘惠敏摄

对生命本质的研究一直是最为重要的基础前沿课题。

  谁在谱写生命的旋律?是“种豆得豆,种瓜得瓜”的遗传决定本质,还是“龙生九子,各不相同”的环境改变人生?简单来说,作为遗传信息物质载体的DNA(脱氧核糖核酸)是前者,而身为表观遗传物质基础的染色质是后者。

  61年前,沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构使生命科学进入分子生物学时代,成为20世纪最伟大的科学发现之一。今天,中国科学院生物物理所科学家发现的染色质双螺旋结构揭开了染色质的高级结构变化这一科学界“黑箱”,对于破译“生命信息”建立和调控的表观遗传学“密码”来说,是一个重大突破。

  ① 生命之绳如何缠绕

  DNA是一条生命的长绳。

  每个人类细胞的细胞核中都有一条DNA,每条DNA上都含有人类基因组的30亿个碱基对。一条DNA“绳子”展开可达2米,却要安放在直径只有几个微米(一米等于一百万微米)的细胞核里,就不得不以某种方式绕成“线团”。

  DNA的“长绳”,插上组蛋白、非组蛋白和少量RNA等“铆钉”,绕合成的复合物“线团”,就是染色质(脱氧核糖核酸核蛋白)。染色质概念早在1879年就被提出,但直到近百年后的1974年,科学家才利用生物化学和电镜成像技术,发现染色质的一级结构,即由DNA串联的11纳米核小体串珠结构。

  核小体是染色质结构的基本单元,它如何构成二级结构——30纳米的染色质纤维?

  30多年来,世界各国的科学家们都在探寻这个谜题,他们没能直接观测到,便利用间接证据推测,二级结构可能是6个核小体组成一圈形成中空结构的管状螺旋体。

  中国科学家的发现推翻了这一经典猜测。

  李国红研究组负责提供染色质样品。为了适合高分辨率研究,他们必须提供高度均一的30nm染色质样品。

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