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        了解染色質(zhì)的癌癥連接
        
			
        
				2019-01-12 11:52:08
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        當(dāng)科學(xué)家在2003年完成對人類基因組的解碼時(shí)，他們認(rèn)為這些發(fā)現(xiàn)將有助于我們更好地了解疾病，發(fā)現(xiàn)與癌癥相關(guān)的基因突變，并導(dǎo)致智能醫(yī)學(xué)的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在是13年之后，并非所有這些想法都沒有實(shí)現(xiàn)。“我們認(rèn)為理解基因會(huì)回答我們所有的問題，”西北工程公司的Vadim Backman說道。“但事情并非那么簡單。”
        

        了解染色質(zhì)的癌癥連接
        

        事實(shí)證明，基因只是一個(gè)更大的難題的一部分。為了幫助解決這個(gè)難題，Backman開發(fā)了一種新的圖像染色質(zhì)的方法，染色質(zhì)是一種大分子復(fù)合物，包括DNA，RNA和蛋白質(zhì) - 在活細(xì)胞內(nèi)容納遺傳信息并確定哪些基因得到表達(dá)。
        

        “如果你認(rèn)為細(xì)胞系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)，那么基因就是硬件，染色質(zhì)就是軟件，”西北大學(xué)McCormick工程學(xué)院的Walter Dill Scott工程學(xué)教授Backman說。
        

        染色質(zhì)的組織在許多分子過程中起主要作用，包括DNA轉(zhuǎn)錄，復(fù)制和修復(fù)。染色質(zhì)中調(diào)節(jié)這些過程的結(jié)構(gòu)從核小體(10納米)到染色體(長于200納米)長度范圍。
        

        由于缺乏成像技術(shù)，染色質(zhì)在這些長度尺度之間的動(dòng)態(tài)變化知之甚少。因?yàn)樗鼈冃枰卸镜臒晒馊玖蟻碓鰪?qiáng)對比度，所以先前的技術(shù)不能在活細(xì)胞中成像染色質(zhì)而不會(huì)殺死或擾亂細(xì)胞。然而，理解這個(gè)缺失的長度尺度是至關(guān)重要的，因?yàn)樗侨旧|(zhì)在癌癥形成時(shí)經(jīng)歷轉(zhuǎn)化的確切區(qū)域。
        

        “染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化與通常與癌癥有關(guān)的基因調(diào)控有關(guān)，”巴克曼說。“染色質(zhì)的組織與腫瘤的形成及其侵襲性有關(guān)。我們想了解染色質(zhì)如何調(diào)節(jié)這些基因。”
        

        Backman的新成像技術(shù)使研究人員能夠以缺失的，神秘的長度尺度(20-200納米)觀察染色質(zhì)內(nèi)部。該技術(shù)不僅沒有標(biāo)簽，而且允許研究人員在未受破壞的活細(xì)胞內(nèi)研究染色質(zhì)，但它以高通量和非常低的成本進(jìn)行研究。
        

        該研究由美國國家科學(xué)基金會(huì)，國立衛(wèi)生研究院和芝加哥生物醫(yī)學(xué)聯(lián)盟支持，于10月4日在線發(fā)表在“ 美國國家科學(xué)院院刊”上。Luay Almassalha，Greta Bauer，John Chandler和Scott Gladstein，所有Backman實(shí)驗(yàn)室的研究生，都是該論文的共同第一作者。西北工程公司的Igal Szleifer，生物醫(yī)學(xué)工程的Christine Enroth-Cugell教授和生物醫(yī)學(xué)工程研究助理教授Hariharan Subramanian也為這項(xiàng)工作做出了貢獻(xiàn)。
        

        “現(xiàn)在我們可以不受干擾地觀察活的，健康的細(xì)胞，看看它們的動(dòng)態(tài)過程，”Almassalha說。“我們可以看到染色質(zhì)是如何組織的，以及它如何響應(yīng)刺激，如藥物治療。”
        

        該技術(shù)稱為活細(xì)胞部分波光譜(PWS)顯微鏡，通過使用散射光檢測染色質(zhì)。小于光的衍射極限的粒子不能被可視化，但是可以通過分析它們散射的光來感測它們的存在和組織。該方法可以在幾秒鐘內(nèi)測量活細(xì)胞中的納米結(jié)構(gòu)，為大規(guī)模屏幕打開了大門。例如，研究人員可以對數(shù)千種化合物和藥物進(jìn)行高通量篩選，并觀察它們?nèi)绾螌?shí)時(shí)影響細(xì)胞。
        

        “我們知道染色質(zhì)是復(fù)雜疾病的主要參與者，”巴克曼說。“我們還沒有研究它的技術(shù)。現(xiàn)在我們可以觀察和記錄這些動(dòng)態(tài)過程。”
        
			

			
          
        
			
        
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