大量的遺傳物質必須被裝入每個細胞的細胞核——一個很小的隔間。生物學中大的挑戰之一是如何理解這種高度包裝的DNA的某些區域可以被調用，從而編碼在它們中的基因可以被“打開”或表達并用于RNA和蛋白質。

卡內基大學、新竹揚大學和約翰霍普金斯大學的生物學家小組在分子細胞中發表的新研究揭示了這一過程，他們的發現對某些與年齡有關的疾病和器官衰退有所啟示。

細胞核，細胞的DNA被兩層膜包圍著。一些細胞的DNA被包裝在核內部，而一些則被包裝在核的外圍。被稱為層粘連蛋白的絲狀蛋白形成一個網狀結構，將細胞核外圍的DNA連接到核膜上。

層粘連蛋白在進化上是保守的，它們有幾個重要的作用，包括維持細胞核的形狀和通過感知細胞的需求來影響基因表達，就像細胞管家一樣。層粘連蛋白的突變或細胞中存在的層粘連蛋白的量的變化與動物發育缺陷相關，包括人類疾病如過早衰老、某些神經病、心臟缺陷和與年齡相關的器官衰退。

由于層粘連蛋白與在核外圍發現的DNA相互作用，許多科學家認為，如果除去層粘連蛋白網，它只會影響存在于核膜附近的DNA的折疊和包裝。

但卡內基的鄭義賢領導的這個研究小組表明，當細胞缺乏層粘連蛋白時，核外圍DNA包裝方式的改變會改變核內部DNA片段的結構位置。

鄭解釋說:“初人們認為層粘連蛋白只會影響細胞核外圍DNA編碼基因的表達，但包括我們自己的報告表明，沒有層粘連蛋白或與層粘連蛋白相關突變的細胞在細胞核DNA中的基因表達發生了變化。”。

通過深入分析缺乏層粘連蛋白的細胞核中發生的DNA相互作用，研究小組證明層粘連蛋白在整個細胞核中維持DNA片段的相對位置。當基因的位置由于層粘連蛋白相關突變或層粘連蛋白缺失而改變時，基因不會正確地“打開”或“關閉”。這就解釋了為什么核旁的蛋白質會影響整個核內基因的表達。

已知層粘連蛋白在胚胎發育過程中構建器官，并在生命后期維持器官和組織功能。我們發現有趣的一個方面是，我們現在知道層粘連蛋白對DNA組織和基因表達的廣泛影響可以幫助解釋這些關鍵層粘連蛋白功能是如何實現的。

接下來，研究小組希望確定層粘連蛋白如何感知細胞的需求，以幫助基因表達，因為這種理解對于了解層粘連蛋白相關的衰老和疾病至關重要。