新發現：細胞核可轉變成另一種細胞核

　　一百五十年前，Dmitri Mendeleev創建了元素周期表，這是一種根據原子核性質對原子進行分類的系統。本周，一群研究生命樹的生物學家推出了一種新的細胞核分類系統，并發現了將一種細胞核轉變為另一種細胞核的方法。

　　這項研究發表在5月27日的Science雜志上，它是由幾項曾經分開的工作衍生出來的。其中一個以 DNA Zoo為中心， DNA Zoo是一個大型學術協會，包括數十個機構，比如貝勒醫學院，科學基金會支持的萊斯大學理論生物物理中心（CTBP），西澳大利亞大學等。

　　DNA Zoo團隊的科學家一直在共同努力，對長達幾米的染色體如何折疊，適合整個生命樹中不同物種的細胞核進行分類。

　　這項新研究的第一作者，同時也是貝勒醫學院的Olga Dudchenko博士說：“無論我們是在觀察線蟲，海膽，海鞘還是珊瑚，我們都不斷看到相同的折疊模式。”

　　最終，該團隊意識到，它只是看到了兩個總體核設計的變體。 “在某些物種中，染色體的結構就像印刷報紙的頁面一樣，其外部邊緣在一側，而折疊的中間在另一側，然后在其他物種中，每個染色體都被弄成一個小球。”

　　文章通訊作者，分子與人類遺傳學副教授，貝勒榮譽學者Erez Lieberman Aiden博士說：“但由此我們也感到困惑。數據表明，在進化過程中，物種可以從一種類型轉換為另一種類型。我們想知道：控制機制是什么？在實驗室中是否有可能將一種類型的核改變為另一種類型的核？”

　　同時，荷蘭的一個獨立團隊發現了一些意想不到的事情。“我正在對一種叫做凝聚素II（condensin II，生物通注）的蛋白質進行實驗，我們知道這種蛋白質在細胞的分裂中起著作用。但是我們發現了最奇怪的事情：當我們在人類細胞中突變蛋白質時，染色體將完全重排。這令人費解！”

　　兩支團隊在奧地利的一次會議上見面，Rowland介紹了他實驗室的最新工作。結果研究人員很快意識到，他們找到了一種將人類細胞從一種核型轉化為另一種核型的方法。

　　“當我們觀察DNA Zoo正在研究的基因組時，發現進化已經完成了很多次我們的實驗！當一個物種的突變破壞凝縮蛋白II時，它們通常會顛倒整個細胞核的結構，一直困在實驗中有些令人失望，但是進化有很長的起點。”

　　該團隊決定共同努力，確認凝聚素II的作用。但是隨后發生了COVID-19疫情，世界上許多機構都關閉了。

　　“在無法進入實驗室的情況下，我們只有一種方法來確定冷凝素II的作用。” “我們需要創建一個計算機程序，模擬凝聚素II對構成每個人類染色體的數億個遺傳字母鏈的影響。”

　　該小組求助于物理學教授José Onuchic等人。 “我們的模擬表明，通過破壞凝聚素II，可以使人的核重組為類似于蠅核的核。”

　　Brahmachari說：“我們從對20億年的核進化進行了令人難以置信的廣泛調查開始。發現這些歸結為一個簡單的機制，我們可以在試管中自行模擬和概括。這是通往新型基因組工程（3D）道路上激動人心的一步 ！！”