大家好，這里是老上光顯微鏡知識課堂，在這里你可以學到所有關于顯微鏡知識，好的，請看下面文章： 上個月，一篇《細胞》的論文重寫了一本描述DNA復制的教科書。最近，發表在《科學》雜志上的一篇封面文章似乎改變了人們對染色質結構的先前想象。在這項研究中，科學家發現了染色質中DNA組織的百年之謎。次，在人類細胞的細胞核中進行3D基因組成像。
    
     7月28日，最新一期的《科學》雜志發表了一篇封面文章，題為《ChromEMT：在間期和有絲分裂細胞中可視化3D染色質結構和致密性》。DNA組織學。次，研究人員在人類活細胞的細胞核中進行了3D基因組成像。
    
     如果我們伸展身體，我們身體中所有細胞的DNA都能夠到達冥王星。那么，每個微小的細胞如何將一個兩米長的DNA放入其核內呢
    
     這個生物學謎題的答案是理解核內DNA的三維結構如何影響人類生物學的關鍵，包括我們的基因組如何協調細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，科學家提出了人類活細胞核中染色質的3D結構的一個的觀點。
    
     在這項杰出的成就中，研究人員已經鑒定出一種新型的DNA染料。這種染料與先進的顯微鏡技術相融合，創造了一種叫做ChromEMT的新技術，該技術允許在休眠和有絲分裂階段高度詳細地顯示細胞中的染色質結構。
    
     該研究的通訊作者Clodagh O'Shea說，生物學中最困難的挑戰之一是理解核內DNA的高階結構，以及理解這些結構與功能之間的聯系。A決定基因的功能和活性。
    
     通過揭示活細胞核中染色質的結構，本研究可能有助于重寫教科書的DNA結構模型。
    
     自從Francis Crick和James Watson鑒定出DNA的初級結構為雙螺旋以來，科學家們一直想知道DNA是如何進一步組織起來的，以便其全長能被裝載到細胞核中。含有147個堿基的NA包裹著蛋白質，形成直徑約11納米的顆粒，稱為核小體。染色質是一種間期細胞遺傳物質。減數分裂它被認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胞中觀察到這些中等大小的染色質結構。換句話說，事實上，關于完整細胞中染色質高階結構的教科書模型尚未得到證實。
    
     為了解決在完整細胞核中可視化染色質的問題，O'Shea的團隊篩選了大量的候選染料，并最終發現了一種可以操作的染料，使得DNA局部結構和3D聚合物結構能夠通過一系列復合物在活細胞中成像。化學反應
    
     然后，O'Shea的團隊與圣地亞哥加利福尼亞大學的顯微鏡學家Mark Ellisman教授合作，通過將染色質染料和電子顯微鏡斷層掃描相結合，創造了一種叫做ChromEMT（染色質染料和電子顯微鏡斷層掃描）的新技術。
    
     研究小組使用ChromEMT技術對休眠的人體細胞和有絲分裂細胞中的染色質進行成像和分析。令人驚訝的是，他們在任何地方都沒有看到任何高階結構的教科書模型。
    
     Ou說，這項研究的作者是Horng D。從細胞核中提取并體外處理的染色體可能不像完整細胞中的染色體。因此，在體直接觀察非常重要。
    
     20世紀70年代以前，染色質結構的傳統觀點是染色質是由組蛋白包裹在DNA周圍形成的纖維結構。通過酶切和電鏡觀察，發現核小體是染色質組裝的基本結構單元，提出了染色質結構的珠狀模型，從而更新了傳統的染色質結構概念。
    
     以前，人們認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）。在拉伸珠狀形態中很少發現錫。當用溫和處理細胞核時，在電子顯微鏡下經常可以看到直徑為30nm的染色質纖維。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。螺線管是染色質組裝的兩級結構。
    
     然而，O'Shea的研究小組觀察到，在休眠和分裂的細胞中，染色質珠不形成任何理論上的30、120或320納米的高階結構，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的，這表明決定基因組哪些區域被激活和抑制的是染色質的堆積密度，而不是某些高階結構。
    
     O'Shea說，我們的結果表明染色質不需要形成離散的高階結構來適應細胞核。事實上，改變和限制染色質可及性（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結構是否在不同的細胞類型和生物體中普遍存在。
    
     參考文獻：1）薩爾克科學家解開了DNA組織的長期生物之謎：研究人員在活體人類細胞核中成像3D基因組。
    
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