11月15日，《Genome Research》期刊***新發(fā)表了一篇題為“Rapid molecular assays to study human centromere genomics”文章，揭示了一種研究著絲?；蚪M的新技術(shù)，且找到***常見出生缺陷——唐氏綜合征背后的致病機理。

       “***新研究讓我們有機會了解到著絲粒的動態(tài)，以及這些DNA序列在進化、疾病過程中是如何變化的。” 文章作者、密歇根大學的內(nèi)科醫(yī)學助理教授Rafael Contreras-Galindo表示，“有了這些成果，我們能夠探究著絲粒DNA不穩(wěn)定對其功能的影響。”

著絲粒

       真核細胞的每一條染色體都具備一個著絲粒（centromere），它位于染色體的中心位置，是引發(fā)出生缺陷、癌癥和其他細胞***異常相關(guān)疾病的關(guān)鍵“嫌疑犯”。

       著絲粒是將復制的染色體得以均等分配到子細胞的關(guān)鍵。為了完成這一過程，***的細胞會形成紡錘體，并于每一條染色體的著絲粒相連。當細胞***時，紡錘體收縮，在著絲粒的作用下，染色體的兩條姐妹染色單體分開。一旦著絲粒不穩(wěn)定，染色體很有可能難以“一分為二”，從而導致子細胞攜帶異常數(shù)量的染色體。

       絕大多數(shù)生物的著絲粒都是由高度重復的串聯(lián)序列構(gòu)成的，這一特殊性增加了測序和研究的難度。

新技術(shù)

       現(xiàn)在，密歇根大學的研究團隊開發(fā)了一種新技術(shù)，將原先復雜、耗時的著絲粒DNA分析過程升級為一項快速、簡易的任務(wù)。這一改變可以加快對著絲粒相關(guān)疾病的研究。

       一開始，研究團隊并沒有直接研究著絲粒。內(nèi)科學教授David Markovitz和團隊***初更想了解隱藏在基因組中的病毒DNA。這些人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒（HERVs）已經(jīng)在人類的基因組中潛伏多年，并代代相傳。

       研究團隊曾在艾滋病患者的血液中找到了一種未知的人類內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA。而且，這些病毒RNA位于某些染色體的著絲粒邊緣區(qū)域。他們將病毒命名為K111和K222。其中，K111被發(fā)現(xiàn)存在于15條染色體的著絲粒序列中，且每一個都發(fā)生了輕微的改變。這表明，隨著時間，著絲粒的遺傳物質(zhì)會交換至其他染色體上。

       以病毒序列為切入點，研究人員借助PCR快速、簡易地識別出細胞內(nèi)幾乎所有染色體的著絲粒，并在半小時內(nèi)分辨出它們。***終，他們成功構(gòu)建了23條染色體（除19號染色體之外的所有常染色體，以及X、Y染色體）著絲粒的DNA重復模式。

探索與唐氏綜合征的關(guān)聯(lián)

       研究團隊以唐氏綜合征為切入點，比較了正常人與患者之間著絲?；蚪M的差異。結(jié)果顯示，對于唐氏綜合征患者而言，其21號染色體（包括著絲粒以及近著絲粒區(qū)域）存在很大的不穩(wěn)定性——著絲粒DNA出現(xiàn)丟失和重排。因此，研究團隊提出假說：著絲粒的不穩(wěn)定，導致患者分配到的染色體數(shù)量異常。

       而且，相比于正常人，唐氏綜合征患者體內(nèi)一種關(guān)鍵蛋白（與著絲粒DNA結(jié)合、協(xié)助紡錘體附著結(jié)構(gòu)形成）的表達量異常高。