大家好，這里是老上光顯微鏡知識課堂，在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識，好的，請看下面文章： 上個月，一篇《細(xì)胞》的論文重寫了一本描述DNA復(fù)制的教科書。最近，發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇封面文章似乎改變了人們對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的先前想象。在這項研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了染色質(zhì)中DNA組織的百年之謎。次，在人類細(xì)胞的細(xì)胞核中進(jìn)行3D基因組成像。
    
     7月28日，最新一期的《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇封面文章，題為《ChromEMT：在間期和有絲分裂細(xì)胞中可視化3D染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和致密性》。DNA組織學(xué)。次，研究人員在人類活細(xì)胞的細(xì)胞核中進(jìn)行了3D基因組成像。
    
     如果我們伸展身體，我們身體中所有細(xì)胞的DNA都能夠到達(dá)冥王星。那么，每個微小的細(xì)胞如何將一個兩米長的DNA放入其核內(nèi)呢
    
     這個生物學(xué)謎題的答案是理解核內(nèi)DNA的三維結(jié)構(gòu)如何影響人類生物學(xué)的關(guān)鍵，包括我們的基因組如何協(xié)調(diào)細(xì)胞活性以及基因如何在父母和孩子之間傳遞。
    
     在這項最新的研究中，科學(xué)家提出了人類活細(xì)胞核中染色質(zhì)的3D結(jié)構(gòu)的一個的觀點。
    
     在這項杰出的成就中，研究人員已經(jīng)鑒定出一種新型的DNA染料。這種染料與先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)相融合，創(chuàng)造了一種叫做ChromEMT的新技術(shù)，該技術(shù)允許在休眠和有絲分裂階段高度詳細(xì)地顯示細(xì)胞中的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。
    
     該研究的通訊作者Clodagh O'Shea說，生物學(xué)中最困難的挑戰(zhàn)之一是理解核內(nèi)DNA的高階結(jié)構(gòu)，以及理解這些結(jié)構(gòu)與功能之間的聯(lián)系。A決定基因的功能和活性。
    
     通過揭示活細(xì)胞核中染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)，本研究可能有助于重寫教科書的DNA結(jié)構(gòu)模型。
    
     自從Francis Crick和James Watson鑒定出DNA的初級結(jié)構(gòu)為雙螺旋以來，科學(xué)家們一直想知道DNA是如何進(jìn)一步組織起來的，以便其全長能被裝載到細(xì)胞核中。含有147個堿基的NA包裹著蛋白質(zhì)，形成直徑約11納米的顆粒，稱為核小體。染色質(zhì)是一種間期細(xì)胞遺傳物質(zhì)。減數(shù)分裂它被認(rèn)為是由一系列核小體組成的。
    
     一個問題是，以前沒有人在未破裂的細(xì)胞中觀察到這些中等大小的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。換句話說，事實上，關(guān)于完整細(xì)胞中染色質(zhì)高階結(jié)構(gòu)的教科書模型尚未得到證實。
    
     為了解決在完整細(xì)胞核中可視化染色質(zhì)的問題，O'Shea的團(tuán)隊篩選了大量的候選染料，并最終發(fā)現(xiàn)了一種可以操作的染料，使得DNA局部結(jié)構(gòu)和3D聚合物結(jié)構(gòu)能夠通過一系列復(fù)合物在活細(xì)胞中成像。化學(xué)反應(yīng)
    
     然后，O'Shea的團(tuán)隊與圣地亞哥加利福尼亞大學(xué)的顯微鏡學(xué)家Mark Ellisman教授合作，通過將染色質(zhì)染料和電子顯微鏡斷層掃描相結(jié)合，創(chuàng)造了一種叫做ChromEMT（染色質(zhì)染料和電子顯微鏡斷層掃描）的新技術(shù)。
    
     研究小組使用ChromEMT技術(shù)對休眠的人體細(xì)胞和有絲分裂細(xì)胞中的染色質(zhì)進(jìn)行成像和分析。令人驚訝的是，他們在任何地方都沒有看到任何高階結(jié)構(gòu)的教科書模型。
    
     Ou說，這項研究的作者是Horng D。從細(xì)胞核中提取并體外處理的染色體可能不像完整細(xì)胞中的染色體。因此，在體直接觀察非常重要。
    
     20世紀(jì)70年代以前，染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)觀點是染色質(zhì)是由組蛋白包裹在DNA周圍形成的纖維結(jié)構(gòu)。通過酶切和電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)核小體是染色質(zhì)組裝的基本結(jié)構(gòu)單元，提出了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的珠狀模型，從而更新了傳統(tǒng)的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)概念。
    
     以前，人們認(rèn)為這些串上的核小體珠子折疊成直徑逐漸增大的離散纖維（30、120或320納米等）。在拉伸珠狀形態(tài)中很少發(fā)現(xiàn)錫。當(dāng)用溫和處理細(xì)胞核時，在電子顯微鏡下經(jīng)常可以看到直徑為30nm的染色質(zhì)纖維。在組蛋白H1的存在下，每個線圈中形成6個核小體的螺旋形核小體珠。螺線管是一個螺線管，外徑為25-30nm，螺距為12納米。螺線管是染色質(zhì)組裝的兩級結(jié)構(gòu)。
    
     然而，O'Shea的研究小組觀察到，在休眠和分裂的細(xì)胞中，染色質(zhì)珠不形成任何理論上的30、120或320納米的高階結(jié)構(gòu)，而是形成半柔性鏈(半柔性鏈)。不同程度的壓實是通過彎曲和收縮實現(xiàn)的，這表明決定基因組哪些區(qū)域被激活和抑制的是染色質(zhì)的堆積密度，而不是某些高階結(jié)構(gòu)。
    
     O'Shea說，我們的結(jié)果表明染色質(zhì)不需要形成離散的高階結(jié)構(gòu)來適應(yīng)細(xì)胞核。事實上，改變和限制染色質(zhì)可及性（可及性）的能力是它的組裝密度。
    
     研究小組的下一步是研究染色質(zhì)結(jié)構(gòu)是否在不同的細(xì)胞類型和生物體中普遍存在。
    
     參考文獻(xiàn)：1）薩爾克科學(xué)家解開了DNA組織的長期生物之謎：研究人員在活體人類細(xì)胞核中成像3D基因組。
    
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