唐氏綜合征即21-三體綜合征，又稱先天愚型或Down綜合征，是由染色體異常（多了一條21號(hào)染色體）而導(dǎo)致的疾病。60%患兒在胎內(nèi)早期即流產(chǎn)，存活者有明顯的智能落后、特殊面容、生長(zhǎng)發(fā)育障礙和多發(fā)畸形。

       密歇根大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新技術(shù)，將原先復(fù)雜、耗時(shí)的著絲粒DNA分析過(guò)程升級(jí)為一項(xiàng)快速、簡(jiǎn)易的任務(wù)。這一改變可以加快對(duì)著絲粒相關(guān)疾病的研究。

       一開始，研究團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有直接研究著絲粒。內(nèi)科學(xué)教授David Markovitz和團(tuán)隊(duì)***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(tuán)隊(duì)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(gè)都發(fā)生了輕微的改變。這表明，隨著時(shí)間，著絲粒的遺傳物質(zhì)會(huì)交換至其他染色體上。

       以病毒序列為切入點(diǎn)，研究人員借助PCR快速、簡(jiǎn)易地識(shí)別出細(xì)胞內(nèi)幾乎所有染色體的著絲粒，并在半小時(shí)內(nèi)分辨出它們。***終，他們成功構(gòu)建了23條染色體（除19號(hào)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(fù)模式。

       g研究團(tuán)隊(duì)以唐氏綜合征為切入點(diǎn)，比較了正常人與患者之間著絲?；蚪M的差異。結(jié)果顯示，對(duì)于唐氏綜合征患者而言，其21號(hào)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(tuán)隊(duì)提出假說(shuō)：著絲粒的不穩(wěn)定，導(dǎo)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(dá)量異常高。

       該成果發(fā)表于11月15日的《Genome Research》期刊上，題為“Rapid molecular assays to study human centromere genomics”。

著絲粒

       真核細(xì)胞的每一條染色體都具備一個(gè)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(xì)胞***異常相關(guān)疾病的關(guān)鍵“嫌疑犯”。

       著絲粒是將復(fù)制的染色體得以均等分配到子細(xì)胞的關(guān)鍵。為了完成這一過(guò)程，***的細(xì)胞會(huì)形成紡錘體，并于每一條染色體的著絲粒相連。當(dāng)細(xì)胞***時(shí)，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(dǎo)致子細(xì)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(fù)的串聯(lián)序列構(gòu)成的，這一特殊性增加了測(cè)序和研究的難度。