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酵母有令人惊讶的清除感染方式

导读在其悠久的历史过程中,细菌已经形成了一种有效的免疫系统,可以检测和抵御来自病毒或其他细菌的入侵遗传物质。如今,单细胞生物体中这种先

在其悠久的历史过程中,细菌已经形成了一种有效的免疫系统,可以检测和抵御来自病毒或其他细菌的入侵遗传物质。如今,单细胞生物体中这种“先天”免疫防御的一个要素是众所周知的:CRISPR-Cas系统,其存储来自入侵者的遗传物质,以便识别病原体并在后续感染的情况下对抗它们。

相反,尚不清楚真核生物(“更高”的生命形式)是否具有在细胞水平上作为有效的自主免疫防御系统的可比机制。研究人员认为,简单的真核细胞可能具有这种机制,但他们不知道哪些机制;到目前为止,这还没有进行更深入的研究。

不寻常的防御机制

现在由苏黎世联邦理工学院生物化学教授Yves Barral领导的一个研究小组已经仔细研究了 - 他们发现了他们在酵母细胞中寻找的东西。他们发现,这些单细胞真菌具有前所未有的防御机制,位于细胞内的一个令人惊讶的位置:染色体的着丝粒。科学家们在最新一期的Cell杂志上发表了他们的研究结果。

着丝粒是染色体的两半(称为染色单体)连接的地方。它也是一个叫做动粒的蛋白质复合物组装的地方。在细胞分裂期间,所谓的纺锤体纤维附着在动粒上以分离姐妹染色单体,将它们拉开,在母细胞中留下一个染色单体并将另一个染色单体推进子细胞。这确保了遗传物质在母细胞和子代细胞之间均匀分布。

外来DNA不会浓缩

Barral和他的同事们现已证明着丝粒在染色体凝聚中起着关键作用。它决定了染色体凝聚的时间和方式,特别是在其附近。着丝粒还发出分子信号以优化其远端的染色体压实。

相比之下,外来遗传物质 - 例如不时进入细胞的病毒样DNA或DNA圈,或没有着丝粒的染色体 - 不能浓缩。结果,没有动粒可以组装,因此主轴纤维没有附着部位。

在细胞分裂过程中,非凝聚的遗传物质被识别并主动保留在未来的两个子细胞之一中,研究人员将其称为母细胞。以这种方式,外源DNA被限制在母细胞内,而子细胞仅含有特征性DNA,即所有染色单体的一半。

在母细胞中和与母细胞一起摆脱DNA

这种不对称分裂看到母细胞收集的DNA对生物体毫无价值,导致它老化并更快死亡。这就是酵母细胞如何确保潜在有害的遗传物质不会在人群中徘徊。子细胞可以一次又一次地分裂以建立仅包含可靠DNA的群体。

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