據外媒報導，150年前，德米特里·門捷列夫創造了元素週期表，這是一種根據原子核的性質對原子進行分類的系統。本週，一個研究生命樹的生物學家團隊公佈了一種新的細胞核分類系統並發現了一種將一種細胞核轉化為另一種細胞核的方法。

這項研究發表在本週的《科學》上。其中一個以DNA Zoo為中心，這是一個由數十家機構組成的國際聯盟，其包括貝勒醫學院、National Science Foundation支持的在萊斯大學、西澳大利亞大學和SeaWorld的理論生物物理中心(CTBP) 。

DNA Zoo的科學家們一直在一起對染色體–它們可以有幾米長–是如何折疊以適應不同物種的細胞核進行分類。

這項新研究的論文第一作者之一Olga Dudchenko指出：“無論我們觀察的是蠕蟲還是海膽、海鞘還是珊瑚，我們都不斷看到相同的折疊模式出現。”據悉，Dudchenko是貝勒基因組結構中心和CTBP的成員。

最終，該團隊意識到，他們只是看到了兩個整體核設計的變種。“在一些物種中，染色體的組織方式就像印刷的報紙，一邊是外邊緣，另一邊是中間折疊的，”Dudchenko說道，“在其他物種中，每條染色體都被揉成一個小球。”他是DNA Zoo的聯合主任。

“因此我們遇到了一個難題，”Erez Lieberman Aiden說道。“數據表明，在進化過程中，物種可以在一種類型和另一種類型之間來回切換。我們想知道：它的控制機制是什麼？有可能在實驗室裡把一種細胞核變成另一種嗎？”Aiden是貝勒的一位副教授，同時還是DNA Zoo的聯合主任也是這項新研究的資深作者。

與此同時，荷蘭的一個獨立團隊發現了一些意想不到的東西。該研究的論文第一作者之一、荷蘭癌症研究所Benjamin Rowland實驗室成員Claire Hoencamp表示，“我當時正在對一種名為凝縮素II的蛋白質進行實驗，我們知道它在細胞分裂中發揮著作用。但我們觀察到了最奇怪的事情：當我們使人類細胞中的蛋白質發生突變時，染色體會完全重新排列。這令人困惑的！”

“當我們觀察DNA Zoo正在研究的基因組時，我們發現進化已經完成了我們的實驗很多很多次了！當一個物種的突變打破凝縮素II，它們通常會翻轉整個細胞核結構，”該研究的論文資深作者Rowland說道，“在實驗中搶先一步總是讓人有點失望，但進化已經領先了很長一段時間。”

為此，該團隊決定共同努力來確認凝縮素II的作用。但隨後，因為COVID-19大流行爆發，世界大部分地區關閉。

“沒有進入我們的實驗室，我們只剩下一種方法來確定凝縮素II在做什麼，”Hoencamp說道，“我們需要創建一個計算機程序，它可以模擬凝縮素II對包含每個人類染色體的數億個基因字母鏈的影響。”

為此，這個團隊求助她是萊斯大學物理學教授、CTBP聯合主任José Onuchic。他說道：“我們的模擬顯示，通過破壞凝縮素II，你可以使人類的核重組成類似於蒼蠅的核，”

Brahmachari還表示：“我們首先對20億年的核演化進行了非常廣泛的調查。我們發現，很多事情都可以歸結為一個簡單的機制，我們可以自己在試管中模擬和概括。這是邁向一種新型基因組工程的令人興奮的一步–3D！”