科学家可能发现新型DNA

生物通, 2012-03-12

来自弗吉尼亚大学医学院，北卡罗来纳大学的研究人员发表了题为“Extrachromosomal MicroDNAs and Chromosomal Microdeletions in Normal Tissues”的文章，报道了一种新形式的DNA：非重复序列小环，这种DNA在小鼠和人类体细胞中也许广泛存在，这项成果公布在Science杂志上。

领导这一研究的是弗吉尼亚大学医学院生物化学和分子遗传系主任Anindya Dutta，Dutta教授拥有医学博士学位及Rockefeller大学哲学博士学位，曾在美国哈佛大学获得终身教授职位，目前也是Mellon前列腺癌研究所荣誉教授，曾多次担任如国际生化大会等国际学术年会的大会主席。他曾首先提出了细胞基因组DNA再复制（re-replication）的理论，在十五年间以通讯作者在国际知名杂志上共发表学术论文近80篇，其中包括Science, Nature, Cell等顶尖期刊。

大多数DNA研究主要采用的是来自血液的细胞样品，但是细胞核基因组并不是全部，细胞其它亚结构中也存在其它染色体丢失片段。这项研究发现一种非重复序列小环结构也许广泛存在于小鼠和人类体细胞中。这些染色体外的DNA片段，被称为微小DAN（microDNA），也许是染色体微缺失的副产物，这也就是说整个机体中的细胞也有自己的DNA缺失片段卫星。

最开始研究人员是希望能分析小鼠大脑组织中染色体内基因漂移（shuffle）——同源序列重组能创造额外的DNA环，但是这些DNA的特点，大小和序列却令研究人员十分惊讶。

研究人员从小鼠大脑组织样品中纯化了细胞核DNA，之后靶向消化了线性DNA，只留下了环状结构，通过富集并测序这些环状DNA，研究人员发现这些DNA都比较小，大多数为200-400个碱基对，没有重复序列。Dutta教授认为这与之前发现的染色体外DNA环不同，因为那些结构常包含有重复序列。为了确定这一结果，研究人员还在其它小鼠组织，和人类细胞系中进行了重复实验。

研究人员还回过头来分析了之前纯化筛去的线性DNA，从而将这些微小DNA定位在了微缺失发生的特殊位置，这指出这些DNA是从基因组中而来，形成独立的环。如果这没有错的话，那么这就意味着体组织具有比以往所知的更高，更广泛的嵌合程度，也就是说组织细胞中的基因组DNA并不是完全相同的。

这种现象可以解释一些疾病中无法识别引发疾病等位基因的问题，如果一些大脑细胞中的微缺失干扰了一个基因，并导致认知能力下降，那么完全测序整个细胞中序列并不能识别出“罪魁祸首”。

对于这项研究，也有一些科学家提出异议，比如来自加拿大曼尼托巴大学的Sabine Mai，她认为这项研究不过是发现的旧现象，以前就发现过多分散的小DNA。具体结论还有待更进一步的研究。