Skoltech的研究人员及其同事研究了神经细胞调节。增加对调节机制的了解可以使我们更好地了解健康的大脑如何运作以及与调节错误相关的发育和肿瘤疾病中出现的问题。该研究发表在《核酸研究》杂志上。

除少数例外，生物体中的所有细胞都含有相同的DNA。尽管如此，即使在一个器官内，也存在不同类型的细胞，它们的外观和行为差异很大。例如，大脑中的神经组织由传输信号的神经元和支持神经胶质细胞组成。

这种特化是基因调控的结果，即DNA中编码的基因的选择性激活和失活。它可以发生在细胞的初始发育期间和成熟细胞中。

基因调控的主要机制之一依赖于三维结构。每个细胞核数米长的DNA在3D空间中折叠的方式使得在细胞生命的特定阶段或针对特定细胞类型打开或关闭某些基因成为可能。

即使在神经元中，也存在兴奋性神经细胞和较为罕见的抑制性神经细胞，这两种神经细胞必须运行不同的遗传程序：它们需要不同的基因才能活跃。适当的DNA折叠是实现这一目标的关键机制。

将DNA精确折叠成3D形状需要在所有正确的位置构建环。这是通过与某些基因相互作用的专用蛋白质来完成的，这些基因对于正确结构的出现至关重要。如果这些基因出现问题，细胞的DNA就会错误折叠，导致基因调控被破坏，从而导致疾病。

例如，如果一个失调的神经胶质细胞分裂得比预期的要频繁，那么它就是癌细胞。某些发育障碍也与DNA的错误空间结构有关。一个例子是科妮莉亚·德·朗格综合症，这是一种以多种生理和认知异常为特征的严重疾病。

该研究的主要作者、Skoltech博士IlyaPletenev表示：“我们的研究进一步加深了我们对此类疾病以及基因调控如何在健康细胞中发挥作用的理解。”生命科学专业的学生。

“在这项特殊的研究中，我们证明了神经元需要关闭的基因在空间中往往彼此靠近，尽管如果你将DNA拉直成一维长链，它们可能会相距很远。我们认为这可能使阻遏蛋白更容易集体关闭这些基因。

“此外，我们还发现神经元和神经胶质细胞的DNA在不同的位置形成环。此外，对相关细胞类型很重要的基因往往会聚集在环的底部，这可能使激活剂更容易被激活。”蛋白质同时打开它们。”

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