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        DNA的直接圖像顯示其測(cè)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(xué)家的標(biāo)志，但大多數(shù)關(guān)于其結(jié)構(gòu)的知識(shí)都是基于間接測(cè)量的數(shù)字模擬圖像收集的。
        

        現(xiàn)在，國(guó)王阿卜杜拉科技大學(xué)(KAUST)的Enzo Di Fabrizio團(tuán)隊(duì)制作了一個(gè)單一DNA分子的高分辨率直接圖像。
        

        2012年，當(dāng)時(shí)在意大利理工學(xué)院的Di Fabrizio拍攝了DNA分子的第一個(gè)電子顯微鏡圖像。高能電子束的能量太大，破壞了單個(gè)DNA分子，將它們限制在幾個(gè)分子的成像束中。現(xiàn)在在KAUST，Di Fabrizio和他的團(tuán)隊(duì)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(gè)DNA分子。
        

        該團(tuán)隊(duì)使用得到的圖像來測(cè)量DNA分子的特征，例如其直徑和螺旋的螺距。他們的測(cè)量結(jié)果與早期X射線顯微鏡實(shí)驗(yàn)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(duì)許多分子進(jìn)行平均測(cè)量，新方法從單個(gè)分子中收集數(shù)據(jù)，從而能夠檢測(cè)出生物學(xué)上重要的結(jié)構(gòu)變化。
        

        從單個(gè)DNA分子進(jìn)行精確測(cè)量的能力將有助于研究人員解決結(jié)構(gòu)生物學(xué)和分子醫(yī)學(xué)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(jìn)行的，但是制備過程被設(shè)計(jì)成模擬生理?xiàng)l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?xiàng)l件下進(jìn)行過程，”Di Fabrizio解釋說。
        

        DNA的直接圖像顯示其測(cè)量結(jié)果
        

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

        “在活細(xì)胞中，DNA不會(huì)以如此長(zhǎng)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(duì)于如何促進(jìn)和抑制基因表達(dá)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(cè)量的重要結(jié)構(gòu)信息，例如單個(gè)堿基和骨架的長(zhǎng)度或螺旋軸傾斜角度。
        

        “在單個(gè)DNA分子水平上的知識(shí)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(bǔ)充說新技術(shù)“也可能對(duì)其他科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生影響，如分子電子學(xué)和納米制造用DNA作為支架。“
        
			

			
          
        
			
        
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