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深圳大学学者捕获细胞核中最短特异DNA图像

来源:中国青年报 作者:武欣中 2017-07-17 13:53:16

深圳大学光电学院近日宣布,该院牛憨笨院士团队联合清华大学、哲源科技、香港大学、柠檬数据、美国得州大学达拉斯分校等机构研究人员,在自主搭建的三维随机光学重建显微镜(3D-STORM)平台上,扩展了一种基于统计光学成像的诊断工具,获得了在复杂细胞核环境背景下、长度仅为2500碱基的DNA序列的3D超分辨图像。这是迄今为止在细胞核中直接观察到的最短特异DNA序列的图像,相关工作最近发表于国际高水平开放杂志eLife上。

来自清华大学和得州大学达拉斯分校的共同通讯作者张奇伟教授介绍,传统的FISH方法受限于各种因素(包括标记能力和光学分辨率)而难以获得基因组中特定短片段的清晰微观图像。

“虽然这种技术在染色质结构域精细组织方式研究很有前景,但我们希望能够研究发展一种新方法: 不但进一步提高基因组序列分辨率,重要的是,避免繁琐的探针制备过程对实际应用的限制”,张奇伟教授介绍说,这种新方法能精确地靶向基因增强子和启动子,使其相互作用,原位可视化,同时可用来检测癌症和其他疾病中单细胞内特定DNA小片段及其之间相互作用的变化。

论文作者之一、深圳大学曹博博士介绍,在自主搭建的三维随机光学重建显微镜(3D-STORM)平台上,他们采用了分子信标(MB)探针的这一新方法(MB-FISH),能够在纳米分辨条件下展现目标DNA小片段在细胞核内三维空间的分布,这种能力类似于在拥挤的超过100万人的大厅中精确识别出想要找的那个人。

据介绍,目前,该团队开始搭建和完善多色3D-STORM,该系统升级后,将会在研究人类正常和疾病(比如癌症)细胞中3D基因组结构功能方面释放更大的潜力。

参与相关工作的深圳大学光电学院的青年学者均系该院牛憨笨院士团队成员。1997年当选为中国工程院院士的牛憨笨是我国杰出的光电子学和超快诊断技术专家, 1999年,他带领自己的科研团队加盟深圳大学,成为深圳大学引进的首位院士。

2016年7月,牛憨笨院士因病逝世。深圳大学光电学院院长屈乐军表示,牛憨笨院士生前一直致力于先进光学方法的创新,同时积极推进光学方法在生命科学中的应用。此次成果的发布,是对牛憨笨院士最好的纪念。

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