深大等学者取得光学重大科研成果

近日，深圳大学的研究人员联合清华大学、哲源科技、香港大学、柠檬数据、德州大学达拉斯分校的研究人员，在自主搭建的三维随机光学重建显微镜（3D-STORM）平台上，扩展了一种基于统计光学成像的诊断工具，用来原位捕获人基因组中特定非重复的短片段，获得了在复杂细胞核环境背景下、长度仅为2500碱基的DNA序列的3D超分辨图像。

该研究类似于在拥挤的超过一百万人的大厅中精确识别出想要找的那个人，是迄今为止在细胞核中直接观察到的最短特异DNA序列的图像。相关成果最近发表于国际高水平开放杂志《eLife》上。

论文通讯作者之一、深圳大学牛憨笨院士曾表示，要提供解决根本问题的手段来研究生命现象，研究者需要理解研究方法和对象的物理本质。近二十年来，牛憨笨院士不但致力于先进光学方法的创新，同时积极推动先进光学方法在生命科学中的应用。令人遗憾的是，牛憨笨院士于2016年7月因病逝世。

荧光原位杂交（FISH）是用于发现基因或染色体异常的分子诊断技术。此次发表于《eLife》上的这项成果，推动了FISH技术捕获基因组特定短片段的能力。采用了分子信标（MB）探针的这一新方法（MB-FISH）能够在纳米分辨条件下展现目标DNA小片段在细胞核内三维空间的分布。来自清华大学和德州大学达拉斯分校的共同通讯作者张奇伟教授说，“传统的FISH方法受限于各种因素（包括标记能力和光学分辨率）而难以获得基因组中特定短片段的清晰微观图像。”

为了开发该方法，来自深圳大学的第一作者兼共同通讯作者倪燕翔博士首次把MB概念应用于基因组特异靶序列的标记上。倪博士说：“目前的阶段性进展虽然突显了我们在单细胞纳米分辨尺度上原位成像人类和小鼠基因组中特异短序列的能力，但要完成牛老师制定的目标，我们还需要下一阶段的挑战性工作。相信在这个升级之后的系统上，我们团队建立的方法在接下来研究人类正常和疾病（比如癌症）细胞中3D基因组结构功能方面，将释放更大的潜力。”