Science解读!迷信家开辟出了一种能间接提醒细胞内基因组序列和构造的新技术!

2021年1月20日 讯 /100医药网BIOON/ --近日，一篇登载在国内杂志Science上题为“In situ genome sequencing resolves DNA sequence and structure in intact biological samples”的研讨申报中，来自博德研讨所等机构的迷信家们通过研讨将DNA测序从测序仪中“提取”了进去间接利用到细胞中，提醒了细胞基因组的全新视角；文章中，研讨职员报道了一种基因型原位基因组测序的新办法，他们初次准确地阐发了DNA测序是若何在细胞内组装和分列的。

这种新办法能将DNA测序技术与显微镜相联合，从而准确地确定完全细胞内特定DNA序列的地位，虽然其它办法能让迷信家们重修基因组的构造信息，但这篇研讨申报中，研讨职员开辟出了一种可能直观察看基因组的测序技术，同时该技术还未研讨普遍的生物学识题发明了新的机遇，比方DNA三维构造是若何影响其功效和构造改动，以及与机体多种疾病相关的染色体重排等。

图片起源：Andrew Payne, Zack Chiang, Paul Reginato

研讨者Boyden说道，构造若何发生功效是生物学的焦点主题之一，而对于生物学的汗青则奉告咱们，当咱们真正看到一些器械时，咱们或者就能取得更多停顿；察看一个生物体的基因组是若何包装在其细胞内可能帮忙解释年夜脑中分歧类型的细胞若何解释其遗传代谢，或许可能解释象征着安康和疾病之间差别的构造形式；此外，研讨职员还指出，该技术可能天下察看到卵白质和其它因素是若何与基因组的其它部门互相作用的。

这种新办法起首是将细胞固定在玻璃外表下去坚持其构造，随后，当在基因组中拔出了小型的DNA适配器后，数千段较短的DNA片断（年夜约仅有20个字母代码）就会在细胞内的原始位点进行扩增和测序；末了，将样本磨碎后放入测序仪，每次就可能完成对一切细胞DNA中年夜约300个碱基进行测序；通过在这些较长片断中找到地位辨认的小引列，该办法就可能准确地确定每个片断在细胞三维构造中的地位信息。

研讨者Boyden解释道，通过应用荧光标志的根本元件在显微镜下察看DNA链的复制进程，咱们发现，细胞内的测序与尺度的下一代测序仪内DNA测序的方式年夜致雷同；与传统的测序仪一样，DNA的四个根本元件/核苷酸都邑被标志上分歧的色彩以便其能被增加到不时增长的DNA链中，从而就可能被加倍直观地辨认进去。文章中，研讨职员率先开辟并整合了其他许多技术步调和盘算及阐发，这既波及到了从新使用贸易测序中使用的办法，也波及到了一些症结的立异。

今朝研讨职员曾经应用这种新办法对在性命的最初时辰进行组装的基因组进行了可视化研讨和阐发，他们在小鼠胚胎外部进行测序的DNA色彩代表，提醒了遗传自怙恃单方的遗传信息是若何在受精后立刻坚持分歧和分区的，随后其会跟着发育的进行而逐步交错在一路；测序成果还提醒了基因组组装的形式是若何跟着细胞的决裂而产生通报的，这些形式在性命的晚期就曾经因细胞而异了，从而就会发生每个细胞发育来源的影象。研讨职员指出，可能察看这些进程在整个细胞中开展，而并非通过不那么间接的伎俩将其拼集在一路，这或者为咱们前期研讨提供了一种新的研讨根底。

虽然研讨职员可能持续改善这种新技术的空间分辩率，并使其可能顺应加倍普遍的细胞类型，但今朝他们曾经将这种办法和相关软件收费提供应了其它试验室；研讨职员愿望这种新型的DNA测序办法可能改动人们思考研讨基因组构造的方式，并于将来可能帮忙说明在多种配景下基因组组装的形式和所发生的效果。（100医药网100yiyao.com）

参考材料：

Andrew C. Payne，Zachary D. Chiang，Paul L. Reginato, et al. Science 31 Dec 2020: eaay3446. DOI:10.1126/science.aay3446

by Jennifer Michalowski, Broad Institute of MIT and Harvard