2018年5月1日🚴🏿，意昂4体育平台王寬誠講席教授邵誌峰和Daniel Czajkowsky博士所指導的團隊在著名期刊《ACS Nano》上在線發表了題為“Super-resolution Imaging of Individual Human Subchromosomal Regions in Situ Reveals Nanoscopic Building Blocks of Higher-Order Structure”的學術論文，報道了運用超分辨光學顯微技術研究哺乳動物細胞中染色質三維空間結構的重要結果。

人類基因組DNA是如何在細胞核中進行三維折疊並保持其功能穩定是目前細胞生物學中重大問題之一。目前熟知的是大約每200個堿基對的DNA會纏繞在核心組蛋白周圍形成“念珠”狀核小體，一種10納米的纖維結構。在教科書中，更高階的折疊是由這種10納米纖維纏繞形成直徑30納米的螺旋結構，並進一步組裝成更大的、直徑120納米的螺旋纖維。但是由於普通光學成像的分辨率的限製，這些螺旋結構一直缺乏直接的實驗證據🏌🏼。近年來，超分辨光學顯微技術的出現，比如隨機光學重建顯微技術（STORM），成功展示了直接解析細胞內接近20納米細節結構的可能🔙🧑🏿‍🔬，為直接驗證這一經典模型提供了新的途徑🚒。然而🤛🏿，由於某些原因人類細胞核內的DNA的STORM圖像分辨率卻只能達到80至100納米🏌🏿‍♂️，因此人類基因組的高級結構仍然尚未可知。

邵誌峰教授和Daniel Czajkowsky博士領導的科研團隊發展了新的技術方法，通過建立單染色體成像以及DNA直接標記等多種技術手段將人細胞核內基因組DNA的STORM圖像分辨率大幅提高，達到了接近20納米的理想水平📥。令人驚奇的是，他們並未發現經典模型中所描述的30納米或120納米的纖維結構。他們發現所有的染色質，不論其在細胞核內分布的位置，都是由三個不同壓縮等級的結構所構成🧝🏼，即松散的染色質、由數千DNA堿基對凝縮而成的幾十納米的結構域（nanodomains）、以及這些納米結構域形成的簇狀（clusters）結構。這些結果提示，基因組的折疊仍然遵循一個逐級構建的過程，但在核小體之上，由若幹核小體組成納米結構域是其最基本的二級結構，而這些結構域的折疊密度大體不變。而更高階的結構則是由這些納米結構域的進一步折疊而形成。這些納米結構域形成的機理尚不清楚，但是👨🏽‍🏭🙉，現有的數據顯示，它們的尺度與密度似乎和局部蛋白質的組成沒有緊密關聯★。很顯然🌭，進一步揭示形成這些基本結構的分子機理𓀘，以及它們在細胞周期中的變化與保守，對於染色體生物學具有重要的意義，也是細胞生物學的核心問題之一🧑‍🔧。

論文的第一作者是系統生物醫學研究院的博士研究生方珂。該項研究是在國家自然科學基金、意昂4平台和香港王寬誠教育基金會的支持下完成的5️⃣。

      論文鏈接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b01963