挑戰舊觀點：重新解讀衛星DNA重要功能

《eLife》最新文章表明，「垃圾DNA」對確保染色體正確捆綁在細胞核上起重要作用，如果缺乏這些基因，細胞無法生存，這個新發現的功能似乎在許多物種中保守。

著絲粒衛星DNA（satellite DNA）是很簡單的一串高度重複序列。它們佔用基因組空間，但不包含任何蛋白質指令，更重要的是，人們一直認為它的重複性可能是導致基因組不穩定和更容易受到損傷或疾病的原因。直到最近，科學家們仍認為這些「垃圾」或「自私」DNA沒有任何真正作用。

「但是，我們不太相信它們僅是基因組的垃圾，」項目領導、密歇根大學生命研究所的Yukiko Yamashita教授說。「退一步講，如果它不能為我們帶來優勢，我們可能並不會積極地需要它，那麼，進化上可能早就擺脫它了，但事實上這還沒發生。」

Yamashita和同事決定觀察一下，如果細胞不能利用這些著絲粒衛星DNA會發生什麼。

因為它們位於重複長序列中，研究人員不能簡單地突變或從基因組中切割整個衛星DNA，於是他們轉向了一種已知的與衛星DNA結合的蛋白質「D1」。

研究人員將果蠅細胞的D1移除，很快注意到，最終將發育成精子或卵細胞的生殖細胞正在死亡。

進一步分析顯示，垂死細胞的細胞核外生成了內部包裹著基因組碎片的微細胞核（micro-nuclei），細胞因核內缺乏完整基因組而不能存活。

研究人員認為，D1蛋白與衛星DNA結合，將所有染色體連接固定在細胞核內，如果D1蛋白不能捕獲衛星DNA，基因組就會「散架」，細胞失去形成完整細胞核的能力，最終死亡。

「像一把花束，」細胞和發育生物學教授Yamashita說。「D1蛋白有多個結合位點，可以將多個染色體捆紮在一起，防止單個染色體從細胞核中飄浮出來。」

研究人員又在小鼠細胞中重複了類似實驗，結果相同：移除與小鼠衛星DNA結合蛋白（HMGA1）後，細胞再次形成微細胞核，無法存活。

果蠅和小鼠細胞的相似實驗結果使Yamashita認為，衛星DNA是細胞生存不可分割的基本組件，它的影響很可能是跨物種的，不僅模式生物如此，人類也可能如此。

原文標題

A conserved function for pericentromeric satellite DNA

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