耶鲁大学医学院遗传学教授安东尼奥·吉拉尔德斯表示,精子使卵子受精后,基因组最初是“沉默的”。受精卵必须转变为瞬时多能干细胞,才能发育出健康的胚胎。编程该细胞产生其他细胞需要启动基因组。
多年来,该团队一直在研究基因组是如何被激活的。此次,ChromExM帮助研究人员可视化基因组是如何调控的。他们使用了一种非常传统的工具,即共聚焦显微镜,将之与ChromExM结合,获得了细胞分子结构的极高分辨率图像。
这个过程就像放在水里的玩具蛋膨胀成恐龙一样。当玩具蛋被扔进水中,刚开始恐龙的特征尚不可见,但随着玩具蛋的涨大,它从某种无定形的东西变成了具有详细特征的生物。现在,这种“恐龙”的体型已经是原来玩具蛋的4000倍。
利用ChromExM,团队开发出一种新的基因调控模型。新模型描述了DNA中的调节区增强子是如何与基因启动子相互作用,触发基因表达的瞬时过程,以及转录的突然暴发如何导致调节区分离基因以暂停表达。
吉拉尔德斯表示,新技术让研究人员能够看到以前无法看到的细胞核中的基本过程,从胚胎的形成到疾病发生,这些过程是生命中一切事件的基础。