錯誤的細胞可以悄悄關閉重要的基因

如果細胞健康或受疾病影響，細胞核的結構長期以來一直是明顯的鑰匙。儘管科學家在理解其基因和功能方面取得了重大進展，但很難將我們在顯微鏡下看到的內容與DNA中發生的事情聯繫起來。現在，一種新的方法有助於團結這兩個世界。

哈佛大學的Jason Buenrostro博士和研究人員Ajay Labade博士，Zachary Chiang博士和哈佛大學博士的研究人員創建了一項新技術，稱為該國的基因組序列（EXIGS），其中包括在維持其自然結構的同時，該序列直接在細胞內部包含DNA序列。該研究發表在《科學》雜誌上。

Exigs使研究人員有機會在細胞核內看到DNA和重要蛋白質 – 細胞控制的中心 – 非常出色。與以前的技術不同，這使科學家可以實際了解這些分子如何在太空中排列以及它們如何相互作用。該小組使用這種方法研究了Hutchinson-Gilford Foreria（HGPS）綜合徵的人的細胞，這是一種罕見的疾病，使兒童迅速衰老。

他們發現這些細胞核的異常形式與某些基因的靜音之間存在突然的聯繫。在健康細胞中，構想是一種自由而活躍的DNA，發光的基因可保持正常工作的細胞。但是在後代細胞中，通常發現該DNA在某些區域被鎖定。這表明細胞核形狀的變化可能足以關閉重要基因。

Buenrostro博士說：“層壓異常與可能侵蝕細胞身份的異常並髮素印刷的熱點有關。”拉胺蛋白構成了支撐殼細胞核的一部分。這意味著，當這種支撐結構分解時，它可以使賦予細胞獨特作用的基因沉默。

為了確認其方法的可靠性，研究人員表明，Exigs保持原子核完整的自然結構，同時提供了許多更清晰的細節 – 大約是以前的序列方法的十倍。他們將其與熒光標籤相結合，這是使特定分子發光的一種方式，以便可以追溯到它們，以查看染色體 – DNA結構不是什麼，以及這些變化與基因活性的關係。

Labade博士說：“層壓異常的存在與增加中斷社區的頻率有關。”他指出，儘管這些異常與基因活性的變化明顯相關，但它們並沒有直接吸引它們。相反，效果更令人愉悅和局部，而不是均勻地影響整個核。

他們的觀察結果發現，即使在單個細胞中，受這些結構變化影響的區域也無法預測。這些有問題的點擴散並傾向於接觸基因組的區域 – 細胞之間的通信中包含的一組遺傳物質。這種巧合可以使效果更難解決。

Chiang博士回顧了多年的努力，以達到這一點：“這個項目最初是一個瘋狂的主意：我們可以在核心內部分泌這些基因組。除了學院，我們永遠不會在任何地方飛行，在那裡我們花了7年的時間痛苦地使其成為現實。”他還反映了持續資金對這種高風險的重要性，並獲得了高獎勵。儘管該項目在國家研究融資競賽中獲得了很高的成績，但由於影響科學預算的更廣泛的政治問題，該支持突然被撤回。

這個新工具的重要性遠遠超出了疾病。 Exigs為探索核心形狀和結構的變化打開了大門，如何在衰老，癌症和許多其他情況下發揮作用。它提供了一種最終將我們在顯微鏡下看到的內容與基因行為方式聯繫起來的方法。

日記

Labade AS，Chiang ZD，Comenho C.，Regino PL，Payne AC，Earl AS，Shresha R.，Shresha R.，Hands FM，Habibi E.，Zhang R.，Church GM，Boyden ES，Chen F.，Buenrostro JD，Buenrostro JD“擴展位置euchrantin euchrantin euchromatin Repression”。 Biorxiv，2024。 Doi：

關於

Zack Chiang博士 他是一位基因組學者，以對空間基因組分析和單個細胞中高分辨率DNA圖的貢獻而聞名。作為哈佛大學和廣泛研究所的科學家，他在發展該國基因組序列增大（EXIGS）方面發揮了關鍵作用，這種方法可視化Nanoskalla的準確性DNA和核蛋白。他的研究興趣在於技術和生物檢測的發展的交集，尤其是在細胞的物理變化的方式上會影響基因活性。 Chiang博士還是強大的學術基金和透明研究實踐的律師。他最近宣布離開學院，反思了在不斷變化的科學景觀中保持雄心勃勃的長期項目的挑戰。

Ajay Blades博士 它是專門研究基因組序列和空間細胞分析的技術的分子生物學家和創新者。在哈佛大學和廣泛的研究所，它共同開發了Exigs，這是一種新方法，允許科學家研究完整細胞中基因組的物理和功能組織。 Labade博士在基礎科學和實驗性嚴重程度方面的集中度很高，通過完善將微觀細胞結構與大規模遺傳模式聯繫起來的工具，已經花費了多年的工具。它的方法將濕實驗室的實驗與高級圖像和計算建模相結合。 Labade博士堅信好奇心主導的科學的力量，強調了學術自由和長期投資在高風險，高風險研究中的重要性。