隨機(jī)光學(xué)重建顯微鏡STORM技術(shù)可以提供10倍于傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的分辨率留特，是觀察細(xì)胞器乃至生物大分子結(jié)構(gòu)和定位的利器。

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研究介紹

     2020年，美國(guó)匹茲堡大學(xué)的研究人員優(yōu)化了STORM成像方法埠啃，并將其用于小鼠腸上皮傳統(tǒng)病理石蠟切片中異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的觀察跑杭，獲得了高質(zhì)量的超分辨率圖像怎栽。研究結(jié)果揭示了腫瘤細(xì)胞惡變?cè)缙诘囊粋€(gè)標(biāo)志性特征——染色質(zhì)高階折疊結(jié)構(gòu)逐漸變得松散和碎片化然瞳。這或許對(duì)提高癌癥的診斷题束，分級(jí)和預(yù)防具有積極作用擅揖。

02

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研究?jī)?nèi)容（節(jié)選）

     許多研究表明異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的缺陷會(huì)導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定并增加腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)蔚便。作者使用經(jīng)過(guò)優(yōu)化的STORM成像技術(shù)觀察H3K9me3標(biāo)記的異染色體結(jié)構(gòu)，結(jié)合多種測(cè)量分析方法豌蟋，發(fā)現(xiàn)在正常組織中廊散，異染色體形成了高度聚合的大的納米簇，而在腫瘤模型小鼠中夺饲，癌變的早期異染色體聚合結(jié)構(gòu)逐漸擴(kuò)散奸汇，提示異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)解體。

圖1往声、ApcMin/+小鼠模型異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的超分辨率成像擂找。

     作者同時(shí)拍攝了野生型和腫瘤模型小鼠腸上皮組織DAPI染色的3D-SIM圖像，并測(cè)量了3D染色質(zhì)結(jié)構(gòu)浩销，與正常組織對(duì)比贯涎，異染色質(zhì)區(qū)的熒光強(qiáng)度降低，體積擴(kuò)散變慢洋，共同提示異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)解體塘雳。

圖2、野生型小鼠正常細(xì)胞和12周ApcMin/+小鼠腫瘤細(xì)胞中DAPI染色DNA折疊的3D-SIM圖像普筹。

     為了研究異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞對(duì)基因穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)錄的影響败明，作者選擇DNA雙鏈斷裂標(biāo)記γ-H2AX位點(diǎn)作為觀察對(duì)象丰搞，發(fā)現(xiàn)來(lái)自腫瘤模型小鼠的標(biāo)本中γ-H2AX位點(diǎn)數(shù)量顯著增加，表明DNA損傷或基因組不穩(wěn)定讼狗。作者進(jìn)一步觀察了癌變過(guò)程中活性轉(zhuǎn)錄因子RNAPII的變化稚铡，以及解體后小的DNA納米簇與RNAPII共定位關(guān)系，證明腫瘤發(fā)生過(guò)程中轉(zhuǎn)錄活性逐漸增加硝闸。

圖3旺哀、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞對(duì)轉(zhuǎn)錄和基因組穩(wěn)定性的影響。

圖4硼挡、異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞的功能和結(jié)構(gòu)后果恤朝。

     作者根據(jù)研究結(jié)果提出了描述癌變過(guò)程中異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子尺度模型。即正常細(xì)胞在癌變過(guò)程中向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化版绢，染色質(zhì)折疊逐漸解壓縮棕虫、片段化，伴異染色質(zhì)焦點(diǎn)擴(kuò)大败旋，從而增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄工廠形成和基因組不穩(wěn)定性录切。

圖5、描述癌變過(guò)程中異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子尺度模型仁连。