【未止科技】新研究将改写生物课本：人体细胞的DNA竟然是这样折叠的！

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为了克服这些难题，寻找到最真实的DNA结构图像，来自美国Salk研究所的Clodagh O’Shea教授开发出了一种名叫 ChromEMT的显微荧光成像技术，能够在不损伤细胞完整性的情况下，对细胞减数分裂期和分裂间期的染色质进行高精度的成像。

这种神奇的技术是如何实现的呢？

O’Shea教授带领团队经过长期的筛选，发现了一种染料： 在光线的操控下，它可以进行催化反应，生成一种金属多聚体，为DNA表明披上一层“金属外衣”。 这些多聚体发出的信号，可以被电子显微镜捕捉到，从而能够使我们看到DNA结构的图像。但是，只有染料还不够，科学家们还需要合适的电镜设备来成像。在电镜专家Mark Ellisman的帮助下，O’Shea教授由开发出了一种类似“X射线断层扫描”的电镜设备，能够全方位调整电子束的角度，从而重新构建出一个完整的DNA三维图像。 结合染色质染料和电镜设备，他们创造出了ChromEMT技术。

一切准备妥当，O’Shea教授马上利用新技术，对两种人类细胞染色质进行了观察：包括染色质较为松散的分裂间隙，以及DNA密度较大的减数分裂时期（染色体在这个时期彻底成型）。

令人惊讶的是，他们并未观察到任何教科书中提到的染色质高阶结构 - 即核小体继续压缩形成的染色质纤维（>30纳米）。

观察结果显示，不论是在分裂间期还是分裂期，这串“核小体珠子”并不会形成任何30nm、120nm或者320nm直径的高阶纤维结构。相反， 它们会形成柔韧的、直径5-24nm的链条。它们能够自由弯曲，包装组合，以形成更高级的压缩形态 - 在分裂间期，它们灵活性更大；而在分裂期，它们就会拥有极高的密度。

这或许表明：基因组的表达差异并不是由高阶的折叠结构决定的，而是靠染色质的包装密度。

借助电镜的3D重构技术，科学家们可以“亲身进入”一个250 nm x 1000 nm x 1000 nm的染色质空间 - 就像玩游戏一样，他们可以用第一人称视角在DNA上“环游”- 这让他们能够分析染色质密度如何影响RNA聚合酶。

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