DNA“秘密语言”是第一位的：北京大学校友开发活细胞DNA成像技术，以实现基于

资料来源：DeepTech最近，北北京大学化学与分子工程学院的本科校友朱Yanyu，毕业于威斯康星大学 - 麦迪逊分校，目前从事斯坦福大学的博士后研究，他的团队已经开发了生命蜂窝迪亚·迪亚（Dia Cell Dia）的高原分辨率。该技术的设计基于识别SGRA序列和定制寡核池的顺序的功能。对于包括主要细胞在内的不同类型细胞中的重复和非重复基因组基因局基因局基因局基因局基因局基因局基因局基因局基因局基因局，该技术可以对其进行图像和动态，从而为研究染色质的动态结构提供了新的工具。研究团队基于CRISPR的动态成像DNA阐明了DNA位点之间的动态新协同机制，提出了DNA通信时间的概念，即同一染色体中的两个位点，请参见通过交付压力的彼此运动时间的延迟。基于研究小组在不同的时间尺度上对各种DNA位点进行了动态监测，然后提出了两种动态的与DNA接触模式，尤其是：一维CA-沟通（1D CA-COMMONTICANION）和三维式跨通信（3D COV-COV-COMMITICATION）。维度CIS通信通过DNA聚合物段的弹性行为提供信息，这可能主导着小于300KB的短位点的相互作用，其动态特性与经典的Rouse模型预测一致。三维式交流在大于1MB的冗长相互作用中显着存在，从而使位点通过桥接复合物的快捷方式错过了DNA链并在三维空间中加速通信。在染色质的动态调节中，这两种模式相互协同作用。单细胞动态寡磷脂数据不仅会使HI-C结果对齐，而且还提供传统序列技术或鱼类技术无法获得的实时动态信息。研究小组说，与增强剂促销的接触在基因转录中起着重要作用。但是，增强剂如何与目标拥护者互动？如何准确控制与基因转录的接触？这两个问题还不是错误的。关于基因转录基因调节的机制，该研究团队研究了基因转录与增强子促进剂行为之间的关系。获得了FOS基因的示例，他们发现，当基因转录时，增强子和启动子之间的三维空间距离会减少，增加障碍物并减慢，形成更稳定的接触。研究小组认为，这可能是由于转录过程中染色质微环境拥堵的增加所致。在机械研究的帮助下，各种GRNA参数的研究组效应评估了成像效率的染色质特性。他们发现，GRNA研究数和染色质是影响成像DNA效果的主要因素，因此，他们建立了GRNA设计的王子，以“纪念不同类型的细胞中的不同基因组基因座”。基于这一原则，他们设计了探针以靶向各种染色体中未重复的基因组基因组基因群，从而被证明是Oligo-Live Fish Fish Technology。为了促进用户，他们还开发了Oligo-Live GRNA设计平台（https://oligo-mivefish.org/）。值得注意的是，尽管GRNA设计的原理是基于CRISPR成像的摘要，但也有望为基于CRISPR的干扰技术做出贡献，例如CRISPR（CRISPRI/CRISPRA）的GRNA设计干扰/激活。评论者认为，对于非重复基因组SI的高速暂时成像解决方案，寡磷是非常重要的技术成功在活细胞中的TES，并认为寡脂鱼类用于纪念以前困难图像的细胞中的染色体成像。在主要的科学研究中，预计Oligo-live鱼将回答三维结构，动力学和与基因转录调节关系的原因的关键科学问题。同时，它也可以用来观察许多动态寿命的重要过程，包括DNA复制。在对潜在疾病的研究中，可以使用寡聚鱼作为DNA细胞成像细胞的生存技术，可用于在不同的时间尺度上观察许多类型的细胞，因此有望在发育和疾病领域中检测成功。例如，它可用于观察患者细胞对比度染色体的动态变化，观察患者和健康TA细胞的染色体之间的动态差异，然后揭示相关疾病的机制。 。疾病的发病机理包括癌症，神经系统疾病，发育异常通常与异常的三维基因组结构有关。例如，最近的研究表明，某些染色体区域的三维结构的变化与诸如ALS，肌萎缩性侧面硬化症等神经系统疾病有关，但其功能的具体机制尚不清楚。尽管传统的成像方法（例如混合区域和顺序方法中的荧光）在许多不同的尺度上表达了三维基因组结构，但这些方法通常需要修复细胞，因此表现出静态结构。染色质的太体变化也很重要，也就是说，基于了解DNA的三个-DNA结构，我们需要观察到时间上的三个-DNA结构，从而增加了时间的变化，从而增加了时间的变化，以增加时间的变化。例如，元素增强剂如何与远距离特定靶向基因的拥护者相互作用？ dyn如何amic相互作用控制基因转录？然而，由于缺乏可靠的程序来标记和监测活细胞中的DNA，三维基因组动态变化的主要科学问题及其与基因表达的关系的原因尚不清楚。因此，有必要生成一种可以执行实时标记并监测活细胞中时空分辨率高的DNA的技术。活细胞中的特定染色质区域需要两个基本要求：首先需要募集足够的荧光标记，以实现高信噪比（SNR），同时确保天然染色质结构的完整性；其次，需要增加时空分辨率才能获得染色质动态变化。传统的成像系统通过在特定位点进行外源重复进行成像进行成像，并癫痫发作LACI-GFP序列序列。但是，这种方法不仅需要几个月的产品通过复杂的基因组编辑操作，CE稳定的细胞系，但是它鉴定出的外源序列的大片段也可以干扰染色质的自由二维结构和功能。所谓的“来自其他山脉的岩石可能是闪亮的”，CRISPR技术不仅是一种强大的基因编辑技术，而且还为Live DNA的Live Imaging Cell提供了创新的解决方案。例如，在CRISPR系统中具有剪切DNA功能的CAS9可以在核酸酶死亡CAS9 DCAS9中进行修改。尽管后者没有“剪刀功能”，但由于特定的SGRA识别能力，DCAS9-SGRA仍然可以向特定的基因基因座（例如“ Postman”）传递荧光信号，因此可以将其用于成像。通过将荧光标签系统与识别SGRA能力的序列结合在一起，并借助DCAS9，CRISPR系统成功地实现了实时染色质的实时动态成像。什么时候使用这项技术，无需采用外源插入。您只需要设计特定的SGRA即可准确找到目标基因组区域。在保持染色质的自然状态的同时，它也可以显着提高操作舒适度。但是，大多数基于CRIPPR的成像技术仅适用于重复的基因组区域。由于有许多基本的基因组元素，例如增强子和启动子主要是不重复的序列，因此该站点的局限性极大地限制了对三维染色质组织结构的研究。同时，许多方法依赖于调节许多质粒的表达或需要构建稳定的细胞系。因此，它们不适合与疾病密切相关的主要细胞（即从人体中分离出细胞），因此它们的应用范围受到限制。因此，一种具有高时空分辨率的技术，适用于不同的细胞类型，包括主要细胞S，需要立即模仿包括重复的DNA序列和未重复的DNA序列的活细胞。 。 Oligo-LiveFish可以抄录由DNA Oligo池设计的计算机，该计算机针对体外基因组位点以获取CRRNA库或SGRNA库，然后通过化学技术引入荧光信号，从而获得RNA库，从而在低成本库中获得可以重复性的RNA库。然后，将DCAS9蛋白在体外组装到FRNPS上，并将其传递到细胞中以通过电穿孔成像。涉及多个步骤，并且需要对每个步骤的参数进行探索和优化，并重复优化Oligo Pool程序的初始设计和生成，以确保取消验证的探针。但是，通常，第一步是合成和标记GRNA，同时确保RNA不会放慢速度。直到今天，研究团队尝试了三种不同的标签方法。考虑效率和标签的操作，他们最终使用了聚（A）聚合酶，并单击了化学方法，以有效地标记叶状和清洁。接下来，您需要在显微镜下看到强信号并确保其特异性。同时，您应该（1）确保可以在一个时期内监视信号，并且不会丢失； （2）确保细胞处于健康状态； （3）确保监测的轨迹不是由其他因素（例如细胞运动）引起的。主要因素之一是所有操作都应试图防止由RNA酶引起的RNA损伤。研究小组说：“我们花了将近两年的时间来优化不同的条件。”基于U2OS细胞构建了寡聚鱼平台后，他们将其用于不同类型的基因和细胞类型。 Oligo-LiveFish的独特优势之一是它不需要构建稳定的细胞系D胚胎干细胞由神经元细胞诱导并观察到一些有趣的现象，例如T细胞中的“ DNA DNA DNA DNA Doblelets”。由于T细胞是悬浮的细胞，因此很难成像，并且神经元细胞的诱导安全条件更加严格，并且长期激光照明会导致细胞死亡。在这两个细胞步骤中图像活细胞并监测长期细胞。没有重复的基因组区域，具有高分辨率20纳米和50毫秒的时间分辨率。最初，他们使用了二维超定位显微镜技术，该团队随后使用了Mona教授的研究团队开发的显微镜双螺旋点功能（DHPSF）来实现三维空间中的过度位置。该技术通过光学工程产生双重区域，使用两个斑点之间的角度代表轴向位置，以便可以通过高空间和颞叶质量同时监测三维运动tion。研究小组发现，染色质运动表现出较高的亚扩散特征，与分数布朗运动模型相对应，该模型对应于先前的结果，使用已经输入外源源的序列（例如Laco-Laci）。在平台建立并已经优化后，尝试将该技术应用于两个方面。首先，研究了染色质结构和DNA通信时间，并提出了两种与DNA接触的动态模式：一维的顺式通信和三维跨通信。此外，研究小组还使用Oligo-live Fish技术来研究FOS基因转录与增强子促销行为之间的关系。总体而言，这项研究结合了许多学科的知识和技术，例如细胞工程，CRIPSR，RNA化学，三维显微镜技术，机械研究和物理建模。 。 Zhu Yanyan是第一作者，Qi教授斯坦福大学的Lei和Mona教授担任同等学历的作者。照片|相关论文（原点：细胞）将来，他们将使用寡素的鱼类深入研究一系列生物学问题。具体来说，寡素叶技术将包括在扰动技术中，例如CRISPR（CRISPRI/CRISPRA）干扰，表观遗传编辑等。参考文献：1。Zhu，Y.，Balaji，A.，Han，M.，Andronov L.，Andronov L.，Andronov L.，Roy，Roy，A.R.。