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团队找到了查看活细胞内基因的方法

2019-06-29 08:58:53 • 来源：

对于Mazhar Adli来说，在电脑屏幕上翩翩起舞的小点缀就是梦想的实现。那些实时移动的荧光点将以前所未有的方式阐明我们对人类基因组，癌症和其他遗传疾病的理解。

团队找到了查看活细胞内基因的方法

弗吉尼亚大学医学院生物化学与分子遗传学系的Adli开发了一种跟踪活细胞内基因的方法。他可以将它们设置为发光并观察它们在三维空间中的移动，这使得他可以像星图一样记录上面的移动天空。就像月亮影响潮汐一样，基因的位置会影响它们的效果;因此，基因位置的3D地图可以使科学家对我们的基因如何工作和相互作用以及它们如何影响我们的健康有更为复杂的认识。

“这已成为很长一段时间的梦想，”阿德利说。“我们能够对图像基本上，我们要实时，基因组中的任何区域的活细胞。它精美的作品。......与传统的方法，这是金标准，基本上你将永远无法得到这种数据，因为你必须杀死细胞才能获得成像。但在这里，我们正在活细胞中实时进行。“

了解DNA

DNA通常被描述为以直线伸展的整齐链。但实际上，我们的DNA在细胞核内聚集起来，就像煮熟的意大利面条一样。“我们有两米长的DNA被折叠成一个细胞核，这个细胞核非常小，以至于它们中有10,000个能够贴在针尖上，”Adli解释道。“我们知道DNA不是线性的，而是形成这些环，这些大的三维环。我们希望基本上对这些相互作用进行成像，并了解基因组在三维空间中的组织方式，因为这在功能上很重要“。

他指出，将DNA视为一条整齐的线，可能会对基因相互作用产生误解。在线性图中相距很远的两个基因在细胞核内折叠时实际上可能非常接近，这可能会影响它们的作用。他使用了一个地图类比：“这就是我们如何相信一个似乎在洛杉矶的元素正在调节弗吉尼亚州的一个元素 - [当DNA被折叠起来时，它们实际上并不是那么遥远。”

Adli与UVA和加州大学伯克利分校的同事一起开发的新方法使用CRISPR基因编辑系统，该系统在科学界已经证明是一种感觉。研究人员用荧光蛋白标记特定的基因组区域，然后使用CRISPR进行染色体成像。如果他们想要，他们可以使用CRISPR来打开和关闭基因，使用成像方法来查看会发生什么。

这种新方法克服了基因成像的长期局限性。“我们被告知我们永远无法做到这一点，”阿德利说。“有一些方法可以让你看到三维组织。但是你在数亿个细胞上进行了这个实验，你必须杀死它们才能做到。在这里，我们可以看一下单细胞水平，细胞还活着，我们可以拍摄内部发生的事情。“

他说，为了杀死它们而种植细胞的生意既费时又难以弄清楚其内部的DNA发生了什么。这就像试图通过观察游戏的模糊图片来弄清楚足球的规则。另一方面，Adli的新方法让他坐下来实时观看戏剧。“这是一件非常令人兴奋的事情，”他说。

Adli和他的团队在科学期刊Nature Communications的一篇文章中描述了他们的新方法，并将其提供给世界各地的科学家。该论文由Peiwu Qin，Mahmut Parlak，Cem Kuscu，Jigar Bandaria，Mustafa Mir，Karol Szlachta，Ritambhara Singh，Xavier Darzacq，Ahmet Yildiz和Adli撰写。

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