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哺乳細胞的細胞核是一個高度復雜的自組裝結構,染色質是其主要成分。
人肺腺癌細胞,LTEP-a-2細胞 規格(T25培養瓶@密度75%)
已有大量證據表明基因表達調控過程經常伴隨著染色質結構的動態變化,這可能是基因表達調控的一個更的層面。
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以轉錄工廠(transcription factory)模型為例,該模型zui早在1993年提出,基于電鏡和免疫熒光的數據發現大量RNA Pol-II集合的位點,多個基因被招募到這些轉錄工廠共轉錄。
人肺癌細胞 A549細胞 規格(T25培養瓶@密度75%)
然而到目前為止這個模型還存在很大爭議,zui主要的原因是研究手段的限制。之前的數據主要依賴于電鏡和熒光顯微鏡,電鏡雖然分辨率高,但沒有動態信息;
人非小細胞肺癌細胞 H125細胞 規格(T25培養瓶@密度75%)
熒光顯微鏡則沒有足夠的分辨率。實現對轉錄工廠RNA Pol II cluster的動態定量觀測對其機理的研究有重要意義。
人肺癌細胞 H1299細胞 規格(T25培養瓶@密度75%)
通過發展和應用貝葉斯超分辨率顯微技術,在活細胞的細胞核內原位觀察到了單個轉錄工廠的組裝和解聚的動態過程,并且測量了活細胞內轉錄工廠的數目和大小隨時間以及細胞環境的影響。
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揭示了轉錄工廠產生和消失的異質性,支持了轉錄工廠產生的on-demand模型,證明了轉錄工廠在pre-elongation phase招募Pol II 分子。這一成像分析方法也可以應用到其他納米尺度的活細胞核內動態觀測研究中。