【动态|最高分辨率图像显示DNA分子活性惊人】据《自然·通讯》日前报道 , 英国研究人员拍摄了有史以来最高分辨率的单个DNA(脱氧核糖核酸)分子图像 , 揭示了DNA在细胞内塞满并扭曲时可能具有令人惊讶的活性 。 这项新研究或有助于加速新基因疗法的发展 。
科学家以前使用显微镜观察DNA及其扭曲的梯状构型 , 但这些仅限于分子的静态视野 。 科学家无法看到的是 , 强烈的DNA卷曲如何影响其双螺旋结构 。 通过将原子力显微镜与分子动力学计算机模拟相结合 , 英国谢菲尔德大学、利兹大学和约克大学组成的联合研究小组绘制和观察了DNA单链中每个单个原子的运动和位置 。 研究人员拍摄的视频以前所未有的细节展示了当DNA挤在细胞内部时 , 施加于其上的应力和应变如何改变其形状 。
每个人类细胞都含有两米长的DNA , 为了适应我们的细胞 , 它已经进化为扭曲、转动和卷曲结构 。 这意味着环状DNA在基因组中无处不在 , 其扭曲结构与对应的松弛结构相比显示出更多的动态行为 。
研究小组研究了DNA微圆环 , 该分子的两端连接在一起形成一个环 。 处于松弛位置(即无扭曲)的DNA微圆环的显微图像显示出很少的运动 , 当给DNA加倍的扭曲时 , 它突然变得更加动态 , 可以看出其采用了一些非常奇特的“舞蹈”动作 。 这些动态的行为可能会在帮助DNA找到结合伴侣并促进生长方面起到重要的作用 。
以前的研究表明 , DNA微圆环是健康和衰老的潜在指标 , 并且可以作为疾病的早期标记 。 由于DNA微圆环可以扭曲和弯曲 , 因此它们也可以变得非常紧凑 。 研究人员表示 , 能够如此详细地研究扭曲和紧缩的DNA微圆环如何挤入细胞 , 或将导致开发出全新的医学干预措施 , 包括改进基于DNA的诊断和治疗方法 。(采访人员冯卫东)
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