直接檢測著絲粒DNA序列的PCR技術問世了！

　　X形的染色體中心是有著“DNA的最后邊界”之稱的“著絲粒”，在維持日常細胞分裂中起重要作用，同時它也與出生缺陷、癌癥等涉及細胞分裂的疾病息息相關。

　　如今，一種新技術終于可以幫助人類一窺著絲粒的秘密。密歇根大學醫學院的研究人員已經用它找到了著絲粒在唐氏綜合征（多了1條21號染色體）中所扮演的角色。技術開發人員希望在不遠的將來，它能加快其他著絲粒相關疾病研究。

　　加速遺傳分析

　　內科醫學教授David Markovitz和副教授Rafael Contreras-Galindo帶領的研究團隊最近在《Genome Research》發表文章介紹了該技術。本質上，它使著絲粒DNA分析從長時間勞動密集型任務轉變為快捷且相對容易的任務。

　　這項技術基于研究人員發現幾乎所有著絲粒都具有獨特的DNA重復模式。整理得到的這些特定模式新目錄使研究人員可以通過PCR來研究著絲粒上的DNA序列。

　　在過去，占據著絲粒大部分空間的大量DNA重復片段使其難以進行測序研究，因為每條染色體上都是同樣的長長一條。因此，大多數著絲粒研究人員都在圍繞與著絲粒發生互動的蛋白質等表觀遺傳學因子，很少有人關注著絲粒的DNA本身。

　　新方法利用一小段染色體特異性變異作為PCR引物，快速（短短半個小時）實現一個細胞內每條染色體上的著絲粒的識別和分辨。

　　研究人員已經對這種方法申請了ZL，目前正在尋找實現商業化的合作伙伴。

　　探索著絲粒和唐氏綜合征的聯系

　　通過比較未患唐氏綜合征的個體和患者之間著絲粒序列差異，研究人員發現21號染色體的不穩定性與著絲粒和近著絲粒區（pericentromeres）的DNA序列有很大關系。

　　當細胞分裂時，紡錘體收縮將染色體對半分開，如果某個著絲粒出現問題而不能被紡錘絲拔開，那么兩個染色體就會一起進入子代細胞，這可能是導致唐氏綜合征的重要原因。

　　唐氏綜合征患者與著絲粒DNA相結合的、能幫助紡錘體附著的一種關鍵蛋白跟正常人差異很大。患者們的著絲粒上結合了過多的這種蛋白。

　　完全是個意外

　　最開始，密歇根大學的研究人員并沒有打算研究著絲粒。他們只是想了解隱藏在我們基因組中的病毒DNA。這些人類內源性逆轉錄病毒（HERVs）在我們的基因組中拷貝延伸并且代代相傳。

　　該小組曾發現，HIV/AIDS感染者血樣中存在未知HERV RNA。慢慢地，他們在某些特定染色體的著絲粒區發現了HERV DNA，他們稱這些內源性病毒為K111和K222。

　　可是這些HERV序列不在“人類基因組計劃數據庫”中，因為它們位于著絲粒區。隨后他們又在黑猩猩、尼安德特人等其他高等靈長類動物基因組中發現了同樣的HERV序列。

　　但是，我們的近親體內只有幾個拷貝，我們人類卻有數千拷貝，而且它們都集中在著絲粒附近。例如，在15號染色體上的K111的每一個拷貝都略有變化。這表明，隨著時間的推移，著絲粒的遺傳物質被“交叉”到了其他染色體上。

　　于是，研究人員使用α-重復序列PCR，用HERV序列作為錨定點，更充分地分析了幾乎所有人類著絲粒。這篇新論文中包括了全部24種不同人類染色體中23種染色體的著絲粒（包括X染色體和Y染色體），只有19號染色體目前還無法使用這種PCR檢測法進行研究，研究人員還沒有找到屬于19號染色體的獨特序列。