
Science & PNAS:着丝粒的进化过程惹争议
大约10年前,马德里Autonomous大学分子生物学家Alfredo Villasante在果蝇的着丝粒中获得一个惊人发现:某些着丝粒序列与端粒中的重复DNA相匹配(端粒位于染色体末端,每经过一次细胞分裂都会变短一些,与衰老有紧密关系),蛋白链有时依附在端粒上拖动染色体。
Villasante与其同事推想出一种揭示染色体和着丝粒进化的理论。Villasante假设染色体最初是像如今的细菌一样是环状的(如同今天在细菌中看见的环状染色体),有时环会断裂,介时插入染色体的移动单元(mobile elements)跳跃到粗糙的末端,遮蔽末端防止环恢复。时间流逝,这些移动单元逐渐积聚成为端粒。当序列延伸并进化,帽化末端内的区域便形成了着丝粒的原型。详细内容刊登于本周在线版PNAS。
初期,这些区域的DNA会转录RNA,RNA与附着在负责将染色体拉开的蛋白链上的特定蛋白结合。首先,一组分开的链附着在染色体另一处更古老的位点。两组链向不同的方向猛拉,染色体趋向断裂。某些片段重新结合,将前着丝粒推向染色体更靠近中间的部位——向现代染色体过渡。
生物学界人士对该理论议论纷纷。伦敦Hygiene & Tropical医学院分子生物学家John Kelly说:“作者根据有限的数据,获得了成功。”然而华盛顿西雅图Fred Hutchinson癌症研究中心的生物学家Steven Henikoff却把这一设定看作是“几乎不可能”,并指出新着丝粒是不停在进化的,并不会形成端粒。他说:“没理由假设着丝粒和端粒在功能上、作用时间上以及序列上有任何关系。”
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