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      納米結(jié)構(gòu)鎖定了我們的基因
      
			
      
				2019-05-05 10:57:58
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      幾十年來，科學(xué)家們只能推測異染色質(zhì)的形狀，異染色質(zhì)是一種由緊密堆積的DNA和蛋白質(zhì)組成的染色質(zhì)。然而，最近，沖繩科學(xué)技術(shù)研究所，研究生大學(xué)(OIST)和早稻田大學(xué)的研究人員已經(jīng)能夠通過低溫電子顯微鏡中的新型高對比度成像來定義其結(jié)構(gòu)。他們的工作今年1月出現(xiàn)在Molecular Cell雜志上。
      

      納米結(jié)構(gòu)鎖定了我們的基因
      

      新的研究表明，盡管緊密包裝，但異染色質(zhì)的密度可能比以前認(rèn)為的要低。由核小體 - 卷狀DNA和蛋白質(zhì)束組成 - 異染色質(zhì)通過稱為“異染色質(zhì)蛋白1(HP1)”的維可牢尼龍搭扣特征連接。這一基本特征允許身體“鎖定”基因，使其無法轉(zhuǎn)錄。
      

      “我們所知道的生活依賴于這些原理，”該論文的主要作者之一，研究生大學(xué)(OIST)沖繩科學(xué)與技術(shù)研究所分子冷凍電子顯微鏡部門負(fù)責(zé)人馬蒂亞斯·沃爾夫說。
      

      “這項(xiàng)工作是一次非常富有成效的合作的例子，這是任何一個(gè)研究小組都無法做到的，”早稻田大學(xué)研究的主要作者Hitoshi Kurumizaka說。在那里，與早稻田的助理教授Shinichi Machida以及該論文的共同第一作者一起，研究人員成功地在體外純化了異染色質(zhì)。OIST的研究人員在冷凍電子顯微鏡下將這些樣品成像為玻璃狀無定形冰，其中含有數(shù)百個(gè)異染色質(zhì)。
      

      科學(xué)家們使用計(jì)算機(jī)算法按類型對單個(gè)粒子進(jìn)行分類，將那些面向同一方向的粒子切割下來。然后，他們將這些數(shù)字切口堆疊在一起，將數(shù)百張圖像組合在一起，創(chuàng)造出更清晰的畫面。沃爾夫把雙手放在彼此頂上，展示了這個(gè)概念。
      

      “如果一切都很完美，那么拇指和所有手指都會對齊，”他說，“你的分辨率會更高。”
      

      基于這些圖像，Wolf和他的同事創(chuàng)建了異染色質(zhì)的三維重建。該單位的組長兼共同第一作者Yoshimasa Takizawa表示，由于結(jié)構(gòu)的靈活性，很難準(zhǔn)確了解其形狀。瀧澤收集了數(shù)十萬個(gè)單個(gè)粒子的圖像，以獲得更好的分辨率。
      

      “我們對它的外觀感到驚訝，”他談到了異染色質(zhì)的形狀，“但這可能與其他功能一致，例如其他蛋白質(zhì)與暴露DNA的結(jié)合。”
      

      在未來，研究人員希望利用他們的知識來理解更高階的結(jié)構(gòu)，如整個(gè)核小體串。
      
			

			
        
      
			
      
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