日本研究人員找到DNA在細胞中呈不規則結構的証據

近年來有研究認為，DNA在細胞核中並非呈有規則的螺旋折疊狀態，但活細胞中DNA以不規則結構存在的決定性証據一直未能找到。日本國立遺傳學研究所的聯合研究小組近日宣布，他們利用超分辨率熒光顯微鏡，首次觀察到活細胞內收納DNA的情景。

在構成我們身體的每一個細胞中，收納有全長可達2米的DNA。這些DNA是直徑2納米的細絲，被酒桶形狀的蛋白質組纏繞，形成直徑約11納米的核小體。40多年前的學說認為，核小體呈螺旋狀有序折疊，形成直徑30納米左右的染色質纖維，然后再呈螺旋狀纏繞為分層結構。但這一學說被國立遺傳學研究所教授前島一博推翻。前島在2008年通過低溫電子顯微鏡和X射線散射實驗，提出了“不存在有規律的染色質纖維，核小體不規則地收納在細胞內”的新學說。在此之后，雖然對染色質的實體進行了各種研究，但由於其結構非常微小，僅為納米級，利用目前的光學顯微鏡觀察極為困難。

前島一博與野崎慎帶領研究團隊發表在近期出版的美國《分子細胞》雜志上論文稱，他們利用設計的超分辨率熒光顯微鏡觀察單個的核小體，從而實現了對活細胞中實體染色質的觀察。他們首次看到，細胞核中多數核小體呈不規則折疊，形成直徑約為160納米的緊湊塊狀物（染色質域）的動態情形，而非有規律的染色質纖維。

研究小組進一步了解染色質域性質的機理，發現核小體之間的結合與染色質捆綁所需要的黏附蛋白質極為重要。

另外，細胞的多數活動是從DNA檢索遺傳信息開始的。但是由於檢索領域龐大，從細胞核檢索遺傳信息效率很低，因此研究人員推斷，染色質域形成塊狀提高了信息檢索及控制效率。由於DNA折疊異常會出現細胞癌化等各種疾病，這項研究成果對理解與細胞異常相關的疾病具有重要意義。（記者 陳超）