世界顶级光学显微镜观测DNA修复

　　

生物通报道：H2AX蛋白是第一个到达DNA出事现场的救护员。研究人员利用世界顶级光学显微镜（在美国是独一无二的）首次对H2AX在细胞核中的分布进行了观察，发现他它们成群分布，当DNA受损时会径直到达受损/修复位点发挥作用。

许多生物学过程是建立在直接观测基础之上的。高清晰度的电子显微镜需要繁琐的制样过程，因此经常不在研究人员考虑范围之内；光学显微镜样本准备过程简单，并且能够对活细胞进行观察，但是受限于低分辨率。生物物理学家通过调节光波，扩大了光学显微镜的应用范围，目前最先进的4Pi显微镜能够观察到细胞核内的“风景”。

PNAS一篇文章报道，Jackson 实验室分子生物物理研究所Joerg Bewersdorf、Umass医学院Brian Bennett、Leica Microsystems和 Kendall Knight等利用4Pi显微镜检测DNA双链断裂引起的细胞反应。DNA双链断裂会激发一系列快速、高度协调的事件，对损伤进行鉴定和修复。修复反应非常关键，如果发生缺陷，很容易诱发癌症、发育畸型、免疫缺陷等疾病。

传统的微观生物学和遗传学技术只能关注DNA修复的分子途径，不能宏观观察遗传物质令人吃惊的复杂三维结构。4Pi显微镜100nm的分辨率帮助研究人员真正意义上看到三维结构的反应，实时观察细胞核中多种结构的作用方式。

Bewersdorf、Bennett 和Knight examined利用4Pi显微镜观察组蛋白H2AX。组蛋白不仅帮助DNA形成核小体，而且在基因调节和基因修复中发挥重要作用。H2AX是DNA损伤的早期应答者，它转化为gamma-H2AX，调节信号途径和修复活性。关于H2AX在细胞核中的分布状态，以及为何H2AX向as gamma-H2AX的转化被限制在离损伤部位很近的地方一直不为人知。通过利用选择着色技术和4Pi显微镜，Bewersdorf等确定H2AX聚集成群，在核内均匀排列，并且这些H2AX块丛的结构决定了修复过程中gamma-H2AX的分布边界。

“这些块丛为DNA损伤后紧接着的、高活性反应提供了一个平台” Bewersdorf说，“下一步，我们计划分析H2AX块丛的分布与其它核成分的关系。”（生物通记者 小粥）