显微镜推荐揭开世纪之谜：首先揭示人类活细胞

大家好，这里是老上光显微镜知识课堂，在这里你可以学到所有关于显微镜知识，好的，请看下面文章： 上个月，一篇《细胞》的论文重写了一本描述DNA复制的教科书。最近，发表在《科学》杂志上的一篇封面文章似乎改变了人们对染色质结构的先前想象。在这项研究中，科学家发现了染色质中DNA组织的百年之谜。次，在人类细胞的细胞核中进行3D基因组成像。
    
     7月28日，最新一期的《科学》杂志发表了一篇封面文章，题为《ChromEMT：在间期和有丝分裂细胞中可视化3D染色质结构和致密性》。DNA组织学。次，研究人员在人类活细胞的细胞核中进行了3D基因组成像。
    
     如果我们伸展身体，我们身体中所有细胞的DNA都能够到达冥王星。那么，每个微小的细胞如何将一个两米长的DNA放入其核内呢
    
     这个生物学谜题的答案是理解核内DNA的三维结构如何影响人类生物学的关键，包括我们的基因组如何协调细胞活性以及基因如何在父母和孩子之间传递。
    
     在这项最新的研究中，科学家提出了人类活细胞核中染色质的3D结构的一个的观点。
    
     在这项杰出的成就中，研究人员已经鉴定出一种新型的DNA染料。这种染料与先进的显微镜技术相融合，创造了一种叫做ChromEMT的新技术，该技术允许在休眠和有丝分裂阶段高度详细地显示细胞中的染色质结构。
    
     该研究的通讯作者Clodagh O'Shea说，生物学中最困难的挑战之一是理解核内DNA的高阶结构，以及理解这些结构与功能之间的联系。A决定基因的功能和活性。
    
     通过揭示活细胞核中染色质的结构，本研究可能有助于重写教科书的DNA结构模型。
    
     自从Francis Crick和James Watson鉴定出DNA的初级结构为双螺旋以来，科学家们一直想知道DNA是如何进一步组织起来的，以便其全长能被装载到细胞核中。含有147个碱基的NA包裹着蛋白质，形成直径约11纳米的颗粒，称为核小体。染色质是一种间期细胞遗传物质。减数分裂它被认为是由一系列核小体组成的。
    
     一个问题是，以前没有人在未破裂的细胞中观察到这些中等大小的染色质结构。换句话说，事实上，关于完整细胞中染色质高阶结构的教科书模型尚未得到证实。
    
     为了解决在完整细胞核中可视化染色质的问题，O'Shea的团队筛选了大量的候选染料，并最终发现了一种可以操作的染料，使得DNA局部结构和3D聚合物结构能够通过一系列复合物在活细胞中成像。化学反应
    
     然后，O'Shea的团队与圣地亚哥加利福尼亚大学的显微镜学家Mark Ellisman教授合作，通过将染色质染料和电子显微镜断层扫描相结合，创造了一种叫做ChromEMT（染色质染料和电子显微镜断层扫描）的新技术。
    
     研究小组使用ChromEMT技术对休眠的人体细胞和有丝分裂细胞中的染色质进行成像和分析。令人惊讶的是，他们在任何地方都没有看到任何高阶结构的教科书模型。
    
     Ou说，这项研究的作者是Horng D。从细胞核中提取并体外处理的染色体可能不像完整细胞中的染色体。因此，在体直接观察非常重要。
    
     20世纪70年代以前，染色质结构的传统观点是染色质是由组蛋白包裹在DNA周围形成的纤维结构。通过酶切和电镜观察，发现核小体是染色质组装的基本结构单元，提出了染色质结构的珠状模型，从而更新了传统的染色质结构概念。
    
     以前，人们认为这些串上的核小体珠子折叠成直径逐渐增大的离散纤维（30、120或320纳米等）。在拉伸珠状形态中很少发现锡。当用温和处理细胞核时，在电子显微镜下经常可以看到直径为30nm的染色质纤维。在组蛋白H1的存在下，每个线圈中形成6个核小体的螺旋形核小体珠。螺线管是一个螺线管，外径为25-30nm，螺距为12纳米。螺线管是染色质组装的两级结构。
    
     然而，O'Shea的研究小组观察到，在休眠和分裂的细胞中，染色质珠不形成任何理论上的30、120或320纳米的高阶结构，而是形成半柔性链(半柔性链)。不同程度的压实是通过弯曲和收缩实现的，这表明决定基因组哪些区域被激活和抑制的是染色质的堆积密度，而不是某些高阶结构。
    
     O'Shea说，我们的结果表明染色质不需要形成离散的高阶结构来适应细胞核。事实上，改变和限制染色质可及性（可及性）的能力是它的组装密度。
    
     研究小组的下一步是研究染色质结构是否在不同的细胞类型和生物体中普遍存在。
    
     参考文献：1）萨尔克科学家解开了DNA组织的长期生物之谜：研究人员在活体人类细胞核中成像3D基因组。
    
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