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研究人员首先看到DNA眨眼

2019-01-03 11:34:12 • 来源：

癌症和其他疾病的许多秘密都存在于细胞核中。但要想达到这个水平 - 观察和调查那里的重要遗传物质 - 需要创造性思维和极其强大的成像技术。西北大学的纳米级成像专家Vadim Backman和张昊开发了一种新的成像技术，这是第一个看到DNA“眨眼”或发出荧光的成像技术。该工具使研究人员能够研究单个生物分子以及基因表达的重要全球模式，从而可以深入了解癌症。

研究人员首先看到DNA眨眼

Backman将讨论该工具及其应用 - 包括宏基因组学的新概念，这项技术旨在规范基因表达的全球模式而无需基因编辑 - 周五(2月17日)美国科学促进会(AAAS)波士顿年会。“染料结构和动力学的无标记超分辨率成像”是“光学纳米成像：解开染色质结构 - 功能关系”研讨会的一部分，该研讨会将于东部时间下午1点至2点30分举行。 2月17日在海因斯会议中心206室。

西北工具的分辨率为6纳米，是第一个打破10纳米分辨率阈值的工具。它可以对天然状态的细胞中的DNA，染色质和蛋白质进行成像，而无需标签。

几十年来，教科书指出活细胞内的大分子，如DNA，RNA和蛋白质，本身没有可见的荧光。“人们忽略了这种自然效应，因为他们并没有质疑传统智慧，”麦考密克工程学院生物医学工程的沃尔特·迪尔教授巴克曼说。“通过我们的超分辨率成像，我们发现DNA和其他生物分子确实发出荧光，但只是很短的时间。然后它们会在很长时间内处于”黑暗“状态。自然荧光很美。 “

Backman，Zhang和合作者现在正在使用无标记技术来研究染色质 - 细胞核中的遗传物质束- 以了解它是如何组织的。张是McCormick的生物医学工程副教授。

“对染色质折叠代码工作的深入了解，它可以调节基因表达的模式，有助于我们更好地了解癌症及其适应不断变化的环境的能力，”Backman说。“癌症不是一种单基因疾病。”

目前用于成像DNA和其他遗传物质的技术依赖于特殊的荧光染料，以在成像大分子时增强对比度。这些染料可能扰乱细胞功能，有些最终会杀死细胞 - 科学研究中的不良影响。

相比之下，称为光谱内在对比光子定位光学纳米(SICLON)的西北技术允许研究人员在其自然环境中研究生物分子，而无需使用这些荧光标记。

Backman，Zhang和McCormick机械工程副教授孙成发现，当用可见光照射时，生物分子会被激发并充分发光，无需荧光染色即可成像。当用正确的波长激发时，生物分子甚至比使用最好，最强大的荧光标记更好地点亮。

“我们的技术将使我们和更广泛的研究界能够进一步推动纳米成像和分子生物学的发展，”巴克曼说。

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