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      DNA的直接圖像顯示其測量結(jié)果
      
			
      
				2018-11-29 16:49:50
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      盡管DNA分子的雙螺旋已經(jīng)成為遺傳學家的標志，但大多數(shù)關(guān)于其結(jié)構(gòu)的知識都是基于間接測量的數(shù)字模擬圖像收集的。
      

      現(xiàn)在，國王阿卜杜拉科技大學(KAUST)的Enzo Di Fabrizio團隊制作了一個單一DNA分子的高分辨率直接圖像。
      

      2012年，當時在意大利理工學院的Di Fabrizio拍攝了DNA分子的第一個電子顯微鏡圖像。高能電子束的能量太大，破壞了單個DNA分子，將它們限制在幾個分子的成像束中?，F(xiàn)在在KAUST，Di Fabrizio和他的團隊開發(fā)了一種使用較低光束功率來拍攝DNA分子的方法。
      

      通過將DNA懸浮在帶孔的基底中，它們避開了通常在基底上發(fā)生的電子散射。這增加了信噪比，減少了所需的電子劑量，使他們能夠以1.5?s的分辨率顯示單個DNA分子。
      

      該團隊使用得到的圖像來測量DNA分子的特征，例如其直徑和螺旋的螺距。他們的測量結(jié)果與早期X射線顯微鏡實驗的結(jié)果相符。與傳統(tǒng)的X射線技術(shù)不同，傳統(tǒng)的X射線技術(shù)是對許多分子進行平均測量，新方法從單個分子中收集數(shù)據(jù)，從而能夠檢測出生物學上重要的結(jié)構(gòu)變化。
      

      從單個DNA分子進行精確測量的能力將有助于研究人員解決結(jié)構(gòu)生物學和分子醫(yī)學中的問題。
      

      盡管最終的成像步驟是在真空中用干燥的DNA分子進行的，但是制備過程被設(shè)計成模擬生理條件。“這意味著在制備過程中，我們可以允許DNA與蛋白質(zhì)相互作用，例如，在生理條件下進行過程，”Di Fabrizio解釋說。
      

      DNA的直接圖像顯示其測量結(jié)果
      

      倫敦納米技術(shù)中心的納米級生物物理研究員Bart Hoogenboom用原子力顯微鏡對單個DNA分子進行成像，他說這項工作向前邁進了一步，但強調(diào)了在樣品制備過程中需要拉直DNA分子。
      

      “在活細胞中，DNA不會以如此長的直線構(gòu)型出現(xiàn)，而是呈現(xiàn)出更加盤繞和打結(jié)的結(jié)構(gòu)外觀，這對于如何促進和抑制基因表達非常重要，”他說。
      

      盡管如此，高分辨率圖像揭示了未通過X衍射測量的重要結(jié)構(gòu)信息，例如單個堿基和骨架的長度或螺旋軸傾斜角度。
      

      “在單個DNA分子水平上的知識將幫助我們理解與表觀遺傳修飾或蛋白質(zhì)相互作用相關(guān)的問題，”Di Fabrizio說，并補充說新技術(shù)“也可能對其他科學領(lǐng)域產(chǎn)生影響，如分子電子學和納米制造用DNA作為支架。“
      
			

			
        
      
			
      
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