DNA转录和致病扩增之间的联系

 人类遗传学科学家知道，DNA中的长核苷酸重复可导致基因组不稳定，最终导致人类遗传性疾病，例如Freidreich共济失调和亨廷顿氏病。

科学家们认为，当细胞分裂或细胞DNA修复机制被激活时，DNA复制过程中这些重复序列就会发生延长。但是，最近科学家发现，另一个称为转录（transcription，以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA）的过程，很显然也与此有关。

11月20日，美国塔夫斯大学艺术和科学学院生物学教授Sergei Mirkin带领的一个研究小组，在国际著名学术期刊《Cell Reports》上发表一项研究，探讨了转录和DNA重复序列扩增（expansions of DNA repeats）之间的关系。该研究推断，包含DNA重复的一个DNA片段的活性转录状态，使其更易于扩增。

Mirkin说：“在我们的DNA中有许多的简单重复序列，例如GAAGAAGAA或CGGCGGCGG。它们是稳定的，如果它们保持这么短，并不会造成伤害。然而，偶尔它们开始强制性地延长，这些无法控制的扩增会导致基因组稳定性、基因表达发生戏剧性的变化，从而引发人类疾病。”

在这项研究中，研究人员利用面包酵母来监测基因组运行中的转录、复制和修复的进度及基本遗传机制。Mirkin说：“酵母系统的优点在于，它提供了一个几乎无限的工具来研究基因组作用机制。我们制备了遗传系统，来查找定位在报告基因转录或非转录部分的重复序列扩增。”

在所有这些情况中，对重复扩增的比率进行测量之后，作者发现，一个重复序列可以在几乎没有转录的情况下发生扩增，但是当报告基因被活跃转录时，扩增过程的可能性显著更高（10倍）。

然而，令人惊讶的是，转录机制不需要通过重复序列来刺激这种扩增。因此，是含重复序列的DNA片段的转录活跃状态，而不是通过重复序列的RNA合成，促进了这种扩增。

相比较转录不活跃状态而言，在转录活性状态中，DNA被更松散地包装在染色质中。更具体地说，核小体沿转录DNA片段的密度明显低于非转录片段。重复DNA在转录区域内的这种包装，为DNA链的扩增留出了更多的空间，最终导致重复序列扩增。

Mirkin说，不管确切的模型是什么，扩增的DNA重复序列总是发现于我们基因组的转录区，这个事实也许并不奇怪。