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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'
        
			
        
				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，生物學家，儀器開發(fā)人員和計算科學家的協(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的密度，該物質出現(xiàn)在細胞中。人類和其他真核生物。MBL科學家Michael Shribak(顯微鏡的發(fā)明者)和Tomomi Tani以及日本國立遺傳學研究所的Kazuhiro Maeshima最近報道了他們在細胞分子生物學方面的發(fā)現(xiàn)。
        

        在海洋生物實驗室發(fā)明的顯微鏡照亮染色體
        

        科學家測量了異染色質的密度，異染色質是一種緊密堆積的染色質形式，在細胞核中呈現(xiàn)為黑色，分散的區(qū)域。直到最近，這種染色體“暗物質”被認為含有非編碼DNA或沉默基因;然而，新的研究表明，異染色質DNA實際上并非完全無活性。為了研究這種可能性，需要在活細胞中描述異染色質的物理性質，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，與方向無關的微分干涉對比(OI-DIC)測量其自然狀態(tài)下異染色質的密度，Shribak在2000年代中期首次與MBL杰出科學家ShinyaInoué合作開發(fā)并繼續(xù)改善。
        

        Shribak說，這項研究是“OI-DIC的第一個重要應用”，這項技術“非常適合研究未染色，活細胞和孤立細胞器的結構和運動，因為它們可以長時間跟蹤非侵入“。
        

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

        自20世紀70年代以來，生物學家廣泛使用傳統(tǒng)的DIC顯微鏡，使用光束剪切干涉產生活的，未修飾的細胞和組織的基于對比度的圖像。20世紀80年代初，在MBL，達因茅斯學院的ShinyaInoué和Robert以及Nina Allen獨立發(fā)明了視頻增強型DIC，大大改進了技術及其分辨率。然而，DIC仍然存在這樣的缺點：科學家不得不多次旋轉生物樣本以獲得完整的圖像，因為沿著剪切平面的細胞結構是不可見的。2002年，Shribak提出了與方向無關的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，芝加哥大學的學生Thomas Rhines與Shribak一起學習Jeff Metcalf Undergradate Scholar，他開發(fā)了一種測量光學顯微鏡分辨率的方法，尤其關注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)最佳的分辨率數據分析算法。Shribak還與芝加哥大學的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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