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新技術看到微觀下DNA前所未見細節

DNA示意圖。(Shutterstock)
DNA示意圖。(Shutterstock)

編譯/李少維
要看到DNA螺旋結構的全貌是很難的,不過科學家透過新的顯微鏡技術,拍攝到至今為止解析度最高的基因細節,並透過影片發現,有些DNA迷你圈(minicircle)呈現「起皺、起泡、扭曲、不自然和奇怪」的形態,而且正活躍地蠕動著。

這項研究的第一作者、英國雪菲爾大學(The University of Sheffield)材料科學家佩恩(Alice Pyne)指出,從他們製作的影片中可看到前所未見的DNA細節,像是其擰轉的形態等。

這份研究將多張DNA的原子力顯微鏡(AFM)照片結合分子動力學(MD)模擬系統後,製作出一套DNA在微觀下活動的影片。讓研究者能追蹤到DNA雙螺旋內每一個原子蠕動的形態。

以前,科學家使用顯微鏡觀察DNA時,僅能看到分子靜態的圖像,知道大量的染色體是緊緻、有序地折疊著,並擠在細胞核狹小的空間內,但卻無法了解其內部形態。

而在近年的研究中發現,有一種形如「迷你圈」一樣的DNA片段,這些染色體片段頭尾相連,組成一個個很小的環形。

透過這份研究發表的影片可發現,一些環形結構是舒展開的,不具有擰轉形態,也相對較平靜;而另一些環形結構體則有明顯擰轉,而且還非常活躍地扭動著。研究者猜測,這些扭動可能與染色體尋找其配對對象,以及染色體的生長過程密不可分。

研究者表示,隨著對微觀下DNA隱祕運動機制的深入了解,將為往後開發各種強大的基因療法、基因診斷方法奠定重要的基礎。

這份研究2月16日發表於《自然通訊》(Nature Communications)期刊。◇