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新技术看到微观下DNA前所未见细节

科学家通过新的显微镜技术拍摄到至今为止分辨率最高的微观基因的照片,发现它们“起皱、起泡、扭曲、不自然和奇怪”的形态,并且在活跃地蠕动着。新技术看到微观下DNA前所未见细节DNA示意图。“眼见为实,可是对于微观世界内的DNA,要看到其螺旋结构的全貌是很难的。”这份2月16日发表于《自然·通讯》(Nature Communications)期刊之研究的第一作者、英国谢菲尔德大学(The University of Sheffield)材料科学家佩恩(Alice Pyne)说,“从我们制作的视频中看到DNA拧转形态之前所未见的细节。”这份研究将把拍摄到的同一个细胞内DNA的很多张高分辨率静态图像输入电脑,并结合分子动力学计算机模拟系统,制作出一套DNA在微观下如何活动的视频。合作研究者英国约克大学(University of York)的诺伊(Agnes Noy)说,显微镜照片和模拟系统配合得很好,让他们“追踪到DNA双螺旋内每一个原子蠕动的形态”。

新技术看到微观下DNA前所未见细节

以前,科学家使用显微镜观察DNA仅能看到分子静态的图像,只知道大量的染色体紧致、有序地折叠、挤在细胞核内狭小的空间内,并不知道其内部形态。近年的研究发现其中有一种形如“迷你圈”(minicircle)一样的DNA片段。这些染色体片段头尾相连,组成一个个很小的环形。科学家认为,这些环状染色体结构是健康细胞的重要指标之一。这份研究展示的视频显示,一些环形结构比较舒展,不具有拧转形态,这些DNA相对比较平静;而另一些环形结构体拧转明显,则在非常活跃地扭动着。研究者猜测,这些扭动可能与染色体寻找绑定对象及其生长过程密不可分。

新技术看到微观下DNA前所未见细节

美国贝勒医学院(Baylor College of Medicine)生物学家齐奇德里奇(Lynn Zechiedrich)说,新的原子力显微镜照片以惊人的细节展现了DNA迷你圈“皱折、起泡、扭曲、不自然和奇怪”的各种形态,“希望将来我们有能力控制这些结构”。研究者表示,随着对微观下DNA这些隐秘运动机制的深入了解,将为开发各种强大的基因疗法、基因诊断方法奠定重要的基础。

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