科学家们首次建立了哺乳动物单个细胞中基因组的物理模型，提供了独特的三维视角，描述DNA如何将自己“打包”到细胞中。

通过新技术，科学家能够观察到细胞染色体是如何被设计得能够使一些细胞激活，或者使一些细胞保持非活跃状态。

13日发表在《Nature》上的这项研究（目前只在小鼠细胞上进行）能够帮助我们更加理解动物如何生长，以及细胞功能异常如何导致疾病。

英国剑桥大学的Ernest Laue说：“知道所有的基因和控制元素在特定的时间存在于哪里将帮助我们理解控制和维持基因表达的分子机制。”

基因组可以被视为生命的蓝图，但是蓝图的不同部分在不同的时间被使用，细胞结构对于不同的部分如何被组织非常关键。

人类细胞中有2米长的DNA，而DNA都存在于0.005毫米细胞核中，所有DNA的“打包”过程一定都非常精确。

在该研究中，科学家们观察了小鼠的胚胎干细胞，这种细胞能够发育成任何种类的细胞。

他们利用Hi-C分析技术研究了8个细胞染色体的高解析度图像，在Hi-C技术中，基因组结果可以通过DNA的位置计算出来。

尽管该团队只捕获到细胞核中1.2%至4.1%的DNA连接，但是由于高解析度的图像，他们能够利用这些数据构造三维结构，并确认哪种基因是激活的或非激活的。

这项技术使科学家们对哺乳动物细胞基因组的构造方式以及这种构造方式对基因组的影响有了新的理解。

该团队制作了两段视频展示这种三维结构。在第一段视频中（如上），20个分开的染色体有不同的颜色，我们可以看到它们如何在细胞中被组装在一起。

在第二段视频中（如上），基因激活的染色体区域被标为蓝色，黄色的片段标识不活跃的基因，这些基因与细胞核的结构相互作用。

英国惠康基金会的分子科学家Tom Collins说：“用三维模式以前所未有的详细程度使基因组可视化是非常重要的一步，而这一成就也花费了多年的努力。”

Collins说，以后的研究能够观察基因组互相作用的方式，以及DNA结构如何影响特定基因的开关。如果将该技术应用于基因组异常的细胞，比如癌细胞，我们或许能够更好地理解是什么导致疾病，这样就知道如何开发出新方法来纠正了。”

来源：中国生物技术网