植物-人细胞：揭秘进化之路 动胞染色体修饰比植物易

顾汉现

植物-人细胞：揭秘进化之路

来源：生物谷 2016-12-09 14:19

2016年12月9日 讯/生物谷BIOON/--一种实验室形成的植物细胞与人细胞融合体让科学家们找到了一种研究染色质功能进化的新方法。

人的染色质在许多方面和啮齿动物、灵长类动物及其他近亲都很相似。但研究人员并不知道这些相似性是否在人与其他远亲物种（如植物）之间也存在。现在，研究人员创造出了一种新型植物-人杂交细胞，从而揭示了植物与动物王国之间染色质功能进化的保守程度，相关成果近期发表在《ACS Synth. Biol》上。



细胞融合导致植物细胞的染色质驻留在了人细胞中并转录，表明植物染色质能够使用人细胞质的物质发挥功能。早在1976年研究人员将人宫颈癌细胞和烟草细胞融合，但是6天后细胞就死掉了，而七八十年代之间关于植物-人细胞融合体的尝试都无一成功。在这项研究中，由日本鸟取大学的Mitsuo Oshimura领导的小组将拟南芥细胞和人骨癌细胞融合在了一起，拟南芥是基因研究中常用的一种小型开花模式植物。

Oshimura及其同事首先将增强绿色荧光蛋白（EGFP）基因及抗杀稻瘟菌素基因引入到拟南芥细胞中，然后将植物细胞与人骨癌细胞结合在一起使它们融合，再将它们暴露在杀稻瘟菌素下，结果发现这些融合细胞并未被杀死，同时还显示绿色，表明植物细胞中的基因可以在人细胞中表达。

接下来，他们分析了这些带有绿色荧光的细胞的染色质，结果在至少一条染色体上找到了来自两种细胞的DNA片段，表明细胞染色质发生了融合。他们还发现杂交细胞中的大多属植物DNA都来自植物细胞10条染色体中的3条。60天后，研究人员发现细胞中这些融合染色质消失了，同时出现了两条新的染色质。他们还发现了着丝点，这对细胞分裂非常重要。同时他们通过DNA检测发现杂交细胞表达462个主要来自那三条融合染色质的拟南芥基因，“我们发现植物的染色质可以被人细胞控制元件控制，”Oshimura说道；而植物细胞的控制元件基因并未表达。这些发现表明在进化树上相距甚远的植物细胞和人细胞之间的细胞分裂及基因表达机制是保守的。

Oshimura希望使用这些杂交细胞去研究清楚染色质功能从植物细胞到人细胞之间的进化之路，同时修饰植物染色质用于农业。因为动物细胞的染色体修饰远比植物细胞容易，因此科学家们也许可以在杂交细胞中修饰植物细胞基因，然后将之转回到植物细胞中。

美国密苏里大学的James A.Birchler认为这在短期内很难实现，因为目前还没有方法可以将修饰后的染色体从人细胞再回输到植物细胞中。但他认为这种杂交细胞为研究基因表达的进化过程带来了曙光。同时还需要进一步实验研究是否细胞将植物DNA转录成了RNA以及为什么会发生这样错位的转录。“这些都是很有意思并值得研究的进化问题。”生物谷 Bioon.com）

原文出处：Maintenance and Function of a Plant Chromosome in Human Cells

http://news.bioon.com/article/6695154.html