科学家创建了第一个活性DNA的3D结构

科学家已经从体内细胞确定了完整的哺乳动物基因组的第一个3D结构，显示了来自所有染色体的DNA如何在细胞核内错综复杂地折叠在一起。

英国剑桥大学的研究人员使用成像和多达100,000个DNA不同部分彼此接近的位置的测量相结合的方法来检查小鼠胚胎干细胞中的基因组。

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干细胞是 “主细胞”，可以发育或 “分化” 到体内几乎任何类型的细胞中。大多数人都熟悉众所周知的染色体 “x” 形状，但实际上染色体只有在细胞分化时才具有这种形状。

使用他们的新方法，研究人员现在已经能够确定细胞内活性染色体的结构，以及它们如何相互作用以形成完整的基因组。这很重要，因为了解DNA在细胞内折叠的方式使科学家能够研究特定基因，研究人员说，控制它们的DNA区域相互作用。

基因组的结构控制着基因 (DNA的特定区域) 何时以及如何被 “打开” 或 “关闭”。这在生物体的发育中起着至关重要的作用，当它出错时，在疾病中也起着至关重要的作用。该结构表明，基因组的排列方式是，最活跃的遗传区域位于内部，并在空间上与与核层相关的较不活跃的区域分开。

在每个细胞中以相同的方式对这些区域进行一致的分离，表明这些过程可以驱动染色体和基因组折叠，从而调节重要的细胞事件，例如DNA复制和细胞切除。剑桥大学生物化学系的欧内斯特·劳厄教授说: “了解所有基因和控制元件在给定时刻的位置将有助于我们了解控制和维持其表达的分子机制。”

劳厄说: “将来，我们将能够研究随着干细胞分化而发生的变化，以及如何在体内发育的干细胞中做出决定。”“到目前为止，我们只能查看这些细胞的群体或 '人口'，因此至少从外部看不到内部差异。

劳厄说: “目前，对这些机制知之甚少，了解它们可能是实现干细胞在医学中的潜力的关键。”Wellcome-MRC干细胞研究所的汤姆·柯林斯说: “以如此前所未有的细节水平可视化3D基因组是研究中令人兴奋的一步，而且已经有很多年了。”这项研究发表在《自然》杂志上。