近年來(lái)有研究認(rèn)為，DNA在細(xì)胞核中并非呈有規(guī)則的螺旋折疊狀態(tài)，但活細(xì)胞中DNA以不規(guī)則結(jié)構(gòu)存在的決定性證據(jù)一直未能找到。日本國(guó)立遺傳學(xué)研究所的聯(lián)合研究小組近日宣布，他們利用超分辨率熒光顯微鏡，首次觀察到活細(xì)胞內(nèi)收納DNA的情景。
在構(gòu)成我們身體的每一個(gè)細(xì)胞中，收納有全長(zhǎng)可達(dá)2米的DNA。這些DNA是直徑2納米的細(xì)絲，被酒桶形狀的蛋白質(zhì)組纏繞，形成直徑約11納米的核小體。40多年前的學(xué)說(shuō)認(rèn)為，核小體呈螺旋狀有序折疊，形成直徑30納米左右的染色質(zhì)纖維，然后再呈螺旋狀纏繞為分層結(jié)構(gòu)。但這一學(xué)說(shuō)被國(guó)立遺傳學(xué)研究所教授前島一博推翻。前島在2008年通過(guò)低溫電子顯微鏡和X射線(xiàn)散射實(shí)驗(yàn)，提出了“不存在有規(guī)律的染色質(zhì)纖維，核小體不規(guī)則地收納在細(xì)胞內(nèi)”的新學(xué)說(shuō)。在此之后，雖然對(duì)染色質(zhì)的實(shí)體進(jìn)行了各種研究，但由于其結(jié)構(gòu)非常微小，僅為納米級(jí)，利用目前的光學(xué)顯微鏡觀察極為困難。
前島一博與野崎慎帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在近期出版的美國(guó)《分子細(xì)胞》雜志上論文稱(chēng)，他們利用設(shè)計(jì)的超分辨率熒光顯微鏡觀察單個(gè)的核小體，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)活細(xì)胞中實(shí)體染色質(zhì)的觀察。他們首次看到，細(xì)胞核中多數(shù)核小體呈不規(guī)則折疊，形成直徑約為160納米的緊湊塊狀物（染色質(zhì)域）的動(dòng)態(tài)情形，而非有規(guī)律的染色質(zhì)纖維。
研究小組進(jìn)一步了解染色質(zhì)域性質(zhì)的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)核小體之間的結(jié)合與染色質(zhì)捆綁所需要的黏附蛋白質(zhì)極為重要。
另外，細(xì)胞的多數(shù)活動(dòng)是從DNA檢索遺傳信息開(kāi)始的。但是由于檢索領(lǐng)域龐大，從細(xì)胞核檢索遺傳信息效率很低，因此研究人員推斷，染色質(zhì)域形成塊狀提高了信息檢索及控制效率。由于DNA折疊異常會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞癌化等各種疾病，這項(xiàng)研究成果對(duì)理解與細(xì)胞異常相關(guān)的疾病具有重要意義。
