四月份，一篇有關(guān)基因在接近染色體時的活動模式的論文發(fā)表于“美國國家科學院學報”，提供了關(guān)于基因組形狀功能的有史以來最有說服力的證據(jù)，盡管當時研究者描繪的基因圖清晰度并不高。而本周四發(fā)表于“科學”雜志的最新圖譜則要詳盡得多。
“這將改變?nèi)藗冄芯咳旧w的方式，就如同打開了神秘的黑匣子。我們以前不知道它們的內(nèi)部構(gòu)造，現(xiàn)在則能夠高清晰地進行觀察，努力研究基因結(jié)構(gòu)與基因活力的關(guān)系，并探索細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化?！贝骺苏f。
為了在無法直接觀察的情況下確定基因組的結(jié)構(gòu)，科學家最初將細胞核浸泡在甲醛溶液中，使其與DNA相互作用。甲醛將基因鏈上相互分離而在三維空間相互鄰近的基因緊密粘合在一起。然后科學家添加一種化學藥劑將緊緊排列在一起的基因鏈分解，但完整保留了甲醛鏈接。結(jié)果顯示許多基因都是成對排列，仿佛一個凍住的面條球，被分切成一百多萬層碎片并混合在一起。
通過對基因?qū)Φ难芯浚茖W家分辨出在最初的基因組中那些基因是互相鄰近的。利用軟件分析技術(shù)，科學家制作了一個基因組的數(shù)字雕像，那可是一個巧奪天工的作品。
“其中沒有任何結(jié)點，也沒有任何地方纏在一起。就像很多面條不可思議地緊密排成一個大球，但是你能夠?qū)⒛承┟鏃l抽出或者再放回去，卻根本不會破壞它的結(jié)構(gòu)?！惫鸫髮W計算生物學家埃雷斯-列伯南說。
從數(shù)學角度看，這些基因組片段按照接近于希耳伯特曲線的方式排列。希爾伯特曲線一種不經(jīng)任何交叉和重疊而能填充滿一個平面正方形、繼而以同樣方式填充滿一個三維圖形的分形曲線(空間填充曲線)，由大衛(wèi)-希爾伯特在1891年提出。
研究者還發(fā)現(xiàn)染色體劃分為兩個區(qū)域，一個區(qū)域是活躍的基因，另一個是不活躍的基因，而不相交疊的彎曲結(jié)構(gòu)使基因能夠輕易在兩個區(qū)域間自由移動。
科學家希望了解基因組形態(tài)如何變化的。這種變化會在干細胞變成成熟細胞過程中不斷發(fā)生?！霸诟鞣N細胞類型結(jié)構(gòu)中會發(fā)生多少變異？什么在控制著變異出現(xiàn)？變異到底有多重要？這些我們都還沒搞清楚?！贝骺苏f：“這可是一個嶄新的科學領(lǐng)域。”(唐寧 新浪科技)
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