用于研究 DNA 压缩和基因活动的荧光寿命成像

研究细胞核中的基因组 DNA 压缩和活细胞环境中生理过程或疾病发展过程中的动态重组极具挑战性。这种复杂性源于将约 2 米的基因组 DNA 容纳到细胞核中所需的高度压实，细胞核的直径通常为 5 到 10 微米。此外，染色质压实密度不是静态的，而是随着时间的推移而波动，以适应基因活动。同时，即使对于亚衍射成像模式，光学显微镜的 3D 分辨率也不够高，从而限制了对复杂基因组结构的空间几何及其动态变换的研究。

在Light Science & Application上发表的一篇新论文中s，由中国深圳大学生物医学光学与光子学中心&物理与光电工程学院曲俊乐教授和国立大学激光、光子学与生物光子学研究所Paras N. Prasad教授领导的科学家团队位于美国布法罗的纽约大学开发了一种基于荧光寿命成像 (FLIM) 的替代策略，以克服传统方法的现有局限性。作者提出了两种独立的 FLIM 检测方法，可以对 DNA 压实进行精细测量。第一个依赖于掺入 DNA 的荧光探针的荧光寿命与其局部折射率之间的反二次关系，由于染色质压实密度而变化。

在他们的研究中，这两种 FLIM 检测都在培养细胞中得到验证，在那里他们比较分析了富含基因的染色质结构域的压实，这些结构域在早期 S 期和中后期 S 期复制并主要包含非编码序列.. 获得的数据证明了两种 FLIM 检测的灵敏度，并揭示了基因组 DNA 富含基因和基因贫乏池的压实的显着差异。他们表明，与缺乏活性基因的密集 DNA 结构域相比，富含基因的 DNA 被松散地压缩。

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