來自牛津大學(xué)的科學(xué)家們利用一項(xiàng)新的成像技術(shù)揭示了細(xì)胞內(nèi)的分子機(jī)器像攀巖者尋找搭手一樣抓住DNA來重塑遺傳物質(zhì)的機(jī)制。相關(guān)論文發(fā)表在10月26日的《科學(xué)》（Science）雜志上。

在實(shí)驗(yàn)中，研究人員利用激光生成了接近單細(xì)胞的非常明亮的斑點(diǎn)。加上熒光標(biāo)記，這一“聚光燈”使得研究人員有可能快速成像細(xì)胞的內(nèi)部運(yùn)作，從而觀察到存在DNA的情況下內(nèi)部分子機(jī)器是如何改變大小、形狀和結(jié)構(gòu)的。

在這篇文章中，牛津大學(xué)物理學(xué)系的Mark Leake研究組與牛津大學(xué)生物化學(xué)系的David Sherratt展開協(xié)作開發(fā)出了一種新的光學(xué)顯微鏡技術(shù)。

談?wù)撝械姆肿訖C(jī)器是一種染色體結(jié)構(gòu)維持（SMC，structural maintenance of chromosome）蛋白復(fù)合物：它們在每個(gè)活細(xì)胞中重塑遺傳物質(zhì)。它們與一個(gè)大家族分子的作用原理相似，這些分子充當(dāng)小馬達(dá)發(fā)揮各種功能，運(yùn)輸細(xì)胞內(nèi)的重要物質(zhì)使得肌肉收縮。

到目前為止，傳統(tǒng)的生物物理學(xué)或生物化學(xué)技術(shù)無法快速或準(zhǔn)確地在單分子水平上監(jiān)控活細(xì)胞內(nèi)這樣的微型機(jī)器。

牛津大學(xué)物理學(xué)系Mark Leake 說：“就像攀巖愛好者緊挨著懸崖壁，每個(gè)機(jī)器以大致相同的方式起作用。它的一端錨定在一部分的細(xì)胞DNA上，另一端利用儲(chǔ)存在三磷酸腺苷（ATP）中的化學(xué)能隨機(jī)開啟或關(guān)閉。

機(jī)器的這種開關(guān)動(dòng)作本質(zhì)上就是一個(gè)機(jī)械“抓取”的過程，它試圖抓住更多游離DNA，就像攀巖者尋找新的搭手一樣。

像這樣的開創(chuàng)性的生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)有望提供對生命至關(guān)重要的復(fù)雜過程的新認(rèn)識，為開發(fā)一種全新的方式在極小的長度范圍內(nèi)開展生物醫(yī)學(xué)研究，了解許多人類疾病的病因，并開發(fā)出對抗它們的新策略鋪平道路。