科学家揭示细菌遗传物质组织机制

科学家揭示细菌遗传物质组织机制

素有哈佛美女教授之称的庄小威（Xiaowei Zhuang）博士被业内人评价为“有天赋的执着科学家”，她早年毕业于中国科技大学少年班，19岁考取全额奖学金赴美攻读博士学位，2003年荣获美国麦克阿瑟基金会评选出的“天才奖”，独得奖金50万美元。之后在她34岁的时候就成为了哈佛大学正教授，从事生物化学的研究。

这位女科学家主要进行的是显微成像方面的研究，在2005年的一项研究中，庄小威与其它同事发现了一种能够几百次反复在各种颜色的光照下使用的、能够驱动为荧光态和暗态的发光分子团，从而得到了一种比传统光学显微镜高10倍以上的分辨率的显微技术，并将这种技术命名为随机光学重建显微法(stochastic optical reconstruction microscopy，STORM)。

最近一期（9月9日）的《科学》（Science）又刊发了她与美国科学院著名华人院士谢晓亮（X. Sunney Xie）共同领导完成的一项科研成果。在这篇文章中，研究人员利用超分辨率荧光显微镜结合染色体构象捕获分析法（chromosomeconformation capture assay）对活体大肠杆菌细胞内的拟核相关蛋白（nucleoidassociated proteins，NAPs）进行了跟踪观察，并由此揭示了细菌遗传物质组织机制。

不同于真核细胞，细菌细胞只具有原始的核，没有核膜及核仁，结构简单。大肠杆菌基因组为双链环状的DNA分子，在细胞中以紧密缠绕成的较致密的不规则小体形式存在于细胞中，该小体称为拟核，亦称细菌染色体。NAPs是一类结合在细菌染色体DNA上的小分子碱性蛋白质。过去的研究证实NAPs参与调控细菌DNA的复制、重组、转录和修复等多个重要生理过程，此外在拟核的结构形成中也起着极其重要作用。研究人员利用光敏开关染料标记蛋白获得了大肠杆菌活细胞中几种NAPs超高分辨率成像，并证实一种可导致基因转录沉默的NAPs——H-NS在细菌拟核结构形成中发挥关键性的作用。

新研究结果证实了新型成像技术在解析活细胞超微结构中的应用潜力，并为研究人员更深入地了解细菌中遗传物质及基因表达调控机制打开了一扇新窗口。