创新背景

在每个细胞的细胞核深处，六英尺的DNA被包装成一个比人类头发宽度小50倍的微小空间。整个身体的DNA蓝图被折叠并压缩成称为染色体的结构，以便适应这个空间。

细胞核中还包含着被称为核体的结构，这是一种像细胞机制一样运作的蛋白质。细胞核的三维空间组织很重要，它在每个细胞之间是不同的，并可以导致细胞状态的差异，例如，大脑细胞和肌肉细胞的表型不同。

细胞染色体的结构和DNA的折叠方式对基因表达和调节有影响。许多染色体研究都是通过对许多细胞进行平均来完成的，但基因表达在不同细胞之间是不同的。研究人员需要一种方法来观察单个细胞内部的结构。

创新过程

加州理工学院的研究人员已经开发出一种新技术来成像细胞核，包括它的DNA、RNA和蛋白质。这种被称为seqFISH+的新技术使研究小组在细胞核的组织如何影响细胞功能方面有了多项新发现。

其他最近开发的技术可以确定细胞中哪些基因活跃，活跃程度如何，但seqFISH+的优势在于，它可以以高分辨率看到完整的核结构。虽然以前的成像技术可以说明染色体的组织，但它们不能同时对DNA、RNA和蛋白质进行大规模成像。seqFISH+整合了这些现有技术的优势，以提供细胞核中发生的情况的全貌。

创新关键点

新技术可以成像完整组织中的细胞核，包括它的DNA、RNA和蛋白质，而不必将它们分解成单个细胞。

创新价值

seqFISH+已经为研究核结构提供了一些帮助。首先，研究小组发现基因组的某些片段位于细胞核结构的表面。研究表明，这些区域不是随机的；与核体的空间接近以一种确定的方式发生，这意味着核体可以作为基因组的“支架”。其次，该团队发现，DNA和核体之间的这些界面与先前通过ChIP-seq发现的DNA-蛋白质相互作用的发现一致，ChIP-seq是加州理工学院分子生物学布伦教授芭芭拉·沃尔德(Barbara Wold, 78届博士)实验室开发的一种技术。

The new technology "seqFISH+" can image the complete nuclear structure with high resolution

Caltech researchers have developed a new technique to image the nucleus, including its DNA, RNA, and proteins. The new technique, known as seqFISH+, has allowed the team to make several new discoveries about how the organization of the nucleus affects cell function.

Other recently developed techniques can determine which genes are active in a cell and to what extent, but the advantage of seqFISH+ is that it can see the complete nuclear structure at high resolution. While previous imaging techniques can illustrate the organization of chromosomes, they cannot simultaneously image DNA, RNA, and proteins on a large scale. seqFISH+ integrates the strengths of these existing technologies to provide a complete picture of what is happening in the nucleus.