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      在海洋生物實驗室發(fā)明的顯微鏡照亮染色體'暗物質(zhì)'
      
			
      
				2019-05-28 09:15:54
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      利用海洋生物實驗室(MBL)發(fā)明的顯微鏡，生物學(xué)家，儀器開發(fā)人員和計算科學(xué)家的協(xié)作團隊首次測量了一種相對不可思議，高濃縮形式的染色體物質(zhì)的密度，該物質(zhì)出現(xiàn)在細(xì)胞中。人類和其他真核生物。MBL科學(xué)家Michael Shribak(顯微鏡的發(fā)明者)和Tomomi Tani以及日本國立遺傳學(xué)研究所的Kazuhiro Maeshima最近報道了他們在細(xì)胞分子生物學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)。
      

      在海洋生物實驗室發(fā)明的顯微鏡照亮染色體
      

      科學(xué)家測量了異染色質(zhì)的密度，異染色質(zhì)是一種緊密堆積的染色質(zhì)形式，在細(xì)胞核中呈現(xiàn)為黑色，分散的區(qū)域。直到最近，這種染色體“暗物質(zhì)”被認(rèn)為含有非編碼DNA或沉默基因;然而，新的研究表明，異染色質(zhì)DNA實際上并非完全無活性。為了研究這種可能性，需要在活細(xì)胞中描述異染色質(zhì)的物理性質(zhì)，這是使用傳統(tǒng)顯微鏡的重大挑戰(zhàn)。該團隊能夠使用一種新型顯微鏡，與方向無關(guān)的微分干涉對比(OI-DIC)測量其自然狀態(tài)下異染色質(zhì)的密度，Shribak在2000年代中期首次與MBL杰出科學(xué)家ShinyaInoué合作開發(fā)并繼續(xù)改善。
      

      Shribak說，這項研究是“OI-DIC的第一個重要應(yīng)用”，這項技術(shù)“非常適合研究未染色，活細(xì)胞和孤立細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和運動，因為它們可以長時間跟蹤非侵入“。
      

      “這項研究證明了生物學(xué)家，顯微鏡開發(fā)人員和數(shù)據(jù)科學(xué)家之間成功和富有成效的互動，這是MBL科學(xué)的核心特征，也是MBL的一個主要增長領(lǐng)域，”海軍陸戰(zhàn)隊主任David Mark Welch說。生物實驗室研究部。
      

      自20世紀(jì)70年代以來，生物學(xué)家廣泛使用傳統(tǒng)的DIC顯微鏡，使用光束剪切干涉產(chǎn)生活的，未修飾的細(xì)胞和組織的基于對比度的圖像。20世紀(jì)80年代初，在MBL，達(dá)因茅斯學(xué)院的ShinyaInoué和Robert以及Nina Allen獨立發(fā)明了視頻增強型DIC，大大改進(jìn)了技術(shù)及其分辨率。然而，DIC仍然存在這樣的缺點：科學(xué)家不得不多次旋轉(zhuǎn)生物樣本以獲得完整的圖像，因為沿著剪切平面的細(xì)胞結(jié)構(gòu)是不可見的。2002年，Shribak提出了與方向無關(guān)的DIC(美國專利7233434和7564618)，它解決了這個問題。OI-DIC顯微鏡快速拍攝不同光束剪切方向的圖像，然后處理最終圖像。
      

      去年夏天，芝加哥大學(xué)的學(xué)生Thomas Rhines與Shribak一起學(xué)習(xí)Jeff Metcalf Undergradate Scholar，他開發(fā)了一種測量光學(xué)顯微鏡分辨率的方法，尤其關(guān)注OI-DIC。“這種顯微鏡提供了最佳的分辨率和[DIC顯微鏡的對比度]，”Shribak說(最高分辨率下約250 nm)。Rhines和Shribak將繼續(xù)合作開發(fā)最佳的分辨率數(shù)據(jù)分析算法。Shribak還與芝加哥大學(xué)的MBL研究員PatrickLaRivière合作開發(fā)了一個獨立于3D方向的DIC系統(tǒng)。
      
			

			
        
      
			
      
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