深圳大學學者捕獲細胞核中最短特異DNA圖像

深圳大學光電學院近日宣布，該院牛憨笨院士團隊聯合清華大學、哲源科技、香港大學、檸檬數據、美國得州大學達拉斯分校等機構研究人員，在自主搭建的三維隨機光學重建顯微鏡（3D-STORM）平台上，擴展了一種基於統計光學成像的診斷工具，獲得了在復雜細胞核環境背景下、長度僅為2500鹼基的DNA序列的3D超分辨圖像。這是迄今為止在細胞核中直接觀察到的最短特異DNA序列的圖像，相關工作最近發表於國際高水平開放雜志eLife上。

來自清華大學和得州大學達拉斯分校的共同通訊作者張奇偉教授介紹，傳統的FISH方法受限於各種因素（包括標記能力和光學分辨率）而難以獲得基因組中特定短片段的清晰微觀圖像。

“雖然這種技術在染色質結構域精細組織方式研究很有前景，但我們希望能夠研究發展一種新方法: 不但進一步提高基因組序列分辨率，重要的是，避免繁瑣的探針制備過程對實際應用的限制”，張奇偉教授介紹說，這種新方法能精確地靶向基因增強子和啟動子，使其相互作用，原位可視化，同時可用來檢測癌症和其他疾病中單細胞內特定DNA小片段及其之間相互作用的變化。

論文作者之一、深圳大學曹博博士介紹，在自主搭建的三維隨機光學重建顯微鏡（3D-STORM）平台上，他們採用了分子信標（MB）探針的這一新方法（MB-FISH），能夠在納米分辨條件下展現目標DNA小片段在細胞核內三維空間的分布，這種能力類似於在擁擠的超過100萬人的大廳中精確識別出想要找的那個人。

據介紹，目前，該團隊開始搭建和完善多色3D-STORM，該系統升級后，將會在研究人類正常和疾病（比如癌症）細胞中3D基因組結構功能方面釋放更大的潛力。

參與相關工作的深圳大學光電學院的青年學者均系該院牛憨笨院士團隊成員。1997年當選為中國工程院院士的牛憨笨是我國杰出的光電子學和超快診斷技術專家， 1999年，他帶領自己的科研團隊加盟深圳大學，成為深圳大學引進的首位院士。

2016年7月，牛憨笨院士因病逝世。深圳大學光電學院院長屈樂軍表示，牛憨笨院士生前一直致力於先進光學方法的創新，同時積極推進光學方法在生命科學中的應用。此次成果的發布，是對牛憨笨院士最好的紀念。（記者 武欣中）