原標題:中國科學家率先揭開“生命信息載體”第二級密碼 人類距破解遺傳之謎又近一步
  國際在線消息(記者 陳雨):中國在基礎科學研究領域再度取得重大進展。25日出版的美國研究雜誌《科學》刊登了一篇來自中國科學院生物物理研究所的長幅研究論文。文章闡述了中科院兩位研究員朱平和李國紅關於30納米染色質高級結構解析的重大成果——左手雙螺旋結構。這是世界首次成功解析這一結構。眾所周知,染色質是“生命信息”的重要載體。此次研究成果揭開了這一載體的第二級密碼,這是繼DNA雙螺旋結構被髮現後,人類距破解遺傳之謎又近一步。
  30納米染色質是“生命信息”的載體,其結構被評價為最基本的分子生物學問題之一。30多年來,各國研究人員始終致力於這一結構的解析。中科院科學傳播局周德進局長以一個形象的比喻闡述了30納米染色質這一概念及其作用。“我們人和動物、植物的不同,是因為DNA不同。如果我有雙胞胎的話,雖然都是同卵雙胞胎,(長相)又不一樣,那不是DNA不同了,是什麼呢?是染色質。它有四級遺傳結構,他們今天是研究的二級遺傳物質30納米染色質。打個比方,人比作是樓,有磚頭、有牆、有屋子、預製房、然後有樓。他們把預製房的結構搞清楚了。”
  如這位專家所說,人類的遺傳信息從DNA到染色體,中間跨越四級遺傳結構,30納米染色質是其第二級遺傳結構。研究表明,生命體通過調控細胞核內染色質結構特別是30納米染色質高級結構的動態變化,來有選擇性地進行基因的激活和沉默,從而控制細胞自我維持或定向分化,決定細胞的組織特異性和細胞命運,進而形成複雜的組織、器官和個體。
  此次《科學》雜誌刊登的研究論文,介紹了中國科學家成功建立一套染色質體外重組和結構分析平臺,利用一種冷凍電鏡單顆粒三維重構技術解析了30納米染色質的高清晰三維結構,這在全球尚屬首次。
  對於本次成果的研究目的和未來應用,課題報告人、中科院生物物理研究所李國紅研究員介紹說,它的作用之一是對幫助人們理解諸如腫瘤、糖尿病、精神病等複雜疾病的發生髮展起到關鍵性作用。“這個成果是解析染色質高級結構。對回答遺傳信息也好,或者表觀遺傳信息也好,它的傳承也好,它(染色質高級結構)對細胞發育、分化以及疾病產生都具有很重要的理論上的指導意義。而且對未來藥物開發可能也有一個指導意義。我們正在做一些藥物,針對染色質結構(調控)的藥物,到現在為止還沒有一個藥物能夠真正很清楚地看到(並實現)在染色質結構這個水平上的開發。”
  據悉,此次高清晰三維結構揭示了30納米染色質以4個核小體為結構單元;各單元之間通過相互扭曲摺疊形成一個左手雙螺旋高級結構。同時,這一研究也首次明確了組蛋白H1在30納米染色質纖維形成過程中的重要作用。
  提到雙螺旋結構,人們勢必會聯想到61年前的今天,英國兩位科學家沃森和克裡克宣告發現DNA雙螺旋結構,揭開了遺傳信息如何傳遞“生命之謎”,開啟了現代分子生物學時代。對於本次成果由中國科學家率先完成,中科院生物物理研究所所長徐濤評價說,這標志著中國在這一領域已經處於世界領先地位。“對我們國家領域的貢獻還是蠻大的。它會推動新的研究方向,帶動我們國家在這個方向的發展。跟國際上水平來比,第一次看到在國際上已經是領先了,我們處於領先的地位。如果我們在這個基礎上再組織力量,再去攻關,我們可能會做出更多的貢獻,使得我們有望在國際上能夠做出不可替代的貢獻。國際上都認可中國團隊處於引領的地位。”
  值得註意的是,本次研究成果採取了冷凍電鏡單顆粒三維重構技術,是中科院生物物理研究所朱平研究組、李國紅研究組、許瑞明研究組長期合作獲得的成果,研究論文共同作者9人,還有十餘名研究人員為成果的最終獲得做出了不同程度的貢獻。課題報告人、中科院生物物理研究所朱平研究員感慨說,正是因為團隊間的緊密合作,才令中國能夠率先完成這一研究。“為什麼我們生物物理所能先做出來?最重要的是我們有一個合適的團隊。國際上很多應該說是單打獨鬥,自己實驗室從頭做到尾,但這就需要你有各方面的特長。比如說我是做冷凍電鏡的,讓我去裝一個30納米的纖維,我裝不出來。李國紅老師他長期做30納米功能這方面研究,但下麵你讓他再學冷凍電鏡,他從頭開始做他也做不出來。我們團隊特別好的就是相互合作,毫無保留地交流我們的信息,他們有什麼問題我們就馬上溝通,組織了不同的技術力量。”
  據瞭解,本次成果歷時中國科學家4年多時間研究,是在投入數千萬人民幣建成的國際一流的冷凍電鏡研究平臺以及科技部973計劃、國家自然科學基金委重大研究計劃和中國科學院先導科技專項(B類)等的資助下完成的。
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