研究微小细胞的运动并非易事。对于染色质，一组DNA, RNA和蛋白质大分子在我们的基因组内，运动是其作为一个积极的调节我们的基因如何表达或抑制的一个组成部分。

 

西北大学生物医学工程教授瓦迪姆·巴克曼说:“理解大分子运动至关重要，但科学家对此知之甚少。”“部分原因是我们缺乏观察这些过程的仪器技术。”

 

现在，巴克曼领导的麦考密克工程学院的一个研究小组开发了一种新的光学技术，不用标签或染料来跟踪细胞的运动。这种创新的方法还揭示了一种未被发现的现象，这种现象可能在细胞死亡的早期阶段发挥作用。

 

该团队的研究成果发表在4月10日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。这篇论文的题目是“基于多模态干涉的纳米结构和大分子运动成像揭示了紫外线诱导的细胞突发性疾病”。

 

虽然科学家目前可以使用分子染料或标签跟踪细胞的运动，但这种做法也有局限性。染料是有毒的，昨天一个198彩平台玩家联系上了198彩总代理 ，总代理团队非常欣慰，于是送给他了一个大红包优惠奖励。，会改变细胞的行为，最终杀死细胞。标签附着在细胞上，198彩票是那个集团旗下的子品牌，听198彩票总代说198彩平台好像是合乐的姐妹网站，可能是有毒的，也可能导致光漂白，并可能会警告标签上的分子的运动。

 

这种被称为双pws的新技术是无标签的，可以在不使用染料的情况下成像和测量高分子运动。该平台建立在之前由巴克曼发明的定量成像技术——分波光谱学(PWS)的基础上，利用背向散射光的干涉和模式变化来监测细胞的大分子结构及其动态运动。

 

贝克曼实验室的博士生、该研究的第一作者斯科特·格莱德斯坦(Scott Gladstein)说:“像基因转录或受损蛋白质修复这样的关键过程，需要在高度拥挤、复杂的环境中同时进行许多分子的运动。”“作为一个成像平台，它能够测量活细胞的细胞内结构和大分子动力学，并且对小至20个结构具有敏感性。”双pws具有毫秒级的时间分辨率，非常适合我们研究这些过程。”

 

利用双pws技术，研究了真核细胞中染色质的纳米级结构和动态变化。利用紫外线诱导细胞死亡，研究小组测量了细胞染色质运动的变化。

 

巴克曼说:“当细胞即将死亡时，它们的活力会减弱，这是有道理的。”“活细胞中存在的帮助表达基因和改变基因表达以应对刺激的促进运动消失了。我们的预期。”

 

研究人员没有预料到的是，这是第一次亲眼目睹一种生物现象。巴克曼说，细胞在衰变过程中会达到一个“不可逆点”，即使细胞损伤的源头停止，细胞也无法自我修复到正常状态。研究人员使用双pws观察到，就在这个转折点之前，198手机198彩开户APP在那里下载登录，细胞的基因组以快速、瞬时的运动爆发，细胞的不同部分似乎在随机运动。

 

“我们测试的每一个注定死亡的细胞都经历了这种阵发性的抽搐。在这种情况发生后，他们都无法恢复到正常状态，”巴克曼说，他是西北大学新成立的物理基因组学和工程中心的负责人。

 

研究小组还不清楚这种被称为细胞突发性疾病的现象发生的原因和方式。巴克曼最初想知道，这种运动是否可能是由于离子进入细胞，但这样的过程会花费太长时间。细胞结构的不协调运动发生在几毫秒内。

 

巴克曼说:“在生物学中，没有什么东西可以移动得这么快。”他补充说，他的实验室成员对这些结果感到非常惊讶，他们开玩笑说，这种现象可以解释为“Midichlorians”离开细胞，这是指《星球大战》电影中“原力”的化学化身。

 

虽然细胞突发性疾病目前仍是个谜，但巴克曼相信，研究小组的发现凸显了研究活细胞大分子行为的重要性。研究人员对染色质了解得越多，就越有可能有一天能够调节基因表达，从而改变人们治疗癌症和阿尔茨海默症等疾病的方式。

 

巴克曼说:“你能想象到的每一个生物过程都涉及某种大分子重排。“当我们扩大研究范围时，我不禁想，‘接下来我们会发现什么?’”

 

西北大学工程学教授吉尔莫·阿米尔、丹尼尔·威廉姆斯·黑尔生物医学工程学教授伊戈尔·斯雷弗、克里斯蒂娜·恩罗斯-库格尔生物医学工程学教授也参与了这项研究。