中国解析30nm染色质结构获重大突破

今天，我们回顾历史，回望那令人振奋的时刻。在六十一年前的一个特殊日子，沃森和克里克在Nature杂志上向世界宣告了DNA双螺旋结构的发现，开启了遗传信息的新纪元。而在今天，我们再次站在了一个新的里程碑前，中国科学家在基因组“生命信息载体”30nm染色质的高级结构上取得了重大突破。这一发现被美国Science杂志以长幅研究论文的形式报道，标志着染色质结构研究的新篇章。

中国科学院生物物理研究所的朱平研究员和李国红研究员经过数年的紧密合作和不懈努力，成功了DNA和蛋白质折叠形成的30nm染色质的高清晰三维左手双螺旋高级结构。他们利用冷冻电镜单颗粒三维重构技术，揭示了染色质纤维的结构单元以及各单元间的相互作用。这一发现明确了连接组蛋白H1在染色质纤维形成过程中的重要作用。

这是一项具有挑战性的工作，困扰了研究人员多年。对此，评审专家指出，这一成果是迄今为止最具挑战性的结构之一，对于理解染色质如何装配的问题迈出了重要的一步。这一发现不仅为我们揭示了DNA如何在细胞核内被高效存储和管理的机制，也为进一步理解细胞增殖、发育和分化的过程提供了关键线索。

人的基因组包含大约30亿对碱基，这些碱基聚集在一个DNA“绳子”上，长度达两米。想象一下，如此长的DNA如何被安置在只有几个微米直径的细胞核内？这是一个巨大的挑战。现代生物学教科书告诉我们这个过程是分四步完成的，每一步都对应着染色质结构的特定级别。而在这四级结构中，最受关注的是30nm染色质纤维的结构和组装机制。由于其复杂性和精细性，这一结构的研究一直是现代分子生物学领域面临的最大挑战之一。

朱平研究员和李国红研究员的合作成果为我们破解了这一难题。他们成功建立了染色质体外重建和结构分析平台，利用冷冻电镜技术揭示了染色质纤维的高清晰三维结构。这一发现为我们理解细胞增殖、发育和分化的过程提供了重要线索，也为进一步表观遗传调控的机制提供了有力支持。

表观遗传信息通过影响染色质高级结构的动态变化来实现对基因表达的调控。这一机制决定了细胞的组织特异性和细胞命运，是生命体发育和进化的关键所在。朱平和李国红团队的发现为我们进一步揭示这一机制的奥秘提供了重要线索。

这一重大突破不仅为我们揭示了染色质结构的新奥秘，也为未来的生命科学研究和治疗提供了新的方向。我们期待着这一领域的未来发展，期待着更多中国科学家在这一领域的杰出贡献。染色质的高级结构变化一直是科学界的一个难以捉摸的“黑箱”，让研究者们在众多文献中时常遇到无法解释的事件。这些事件往往会被归咎于“某种未知的染色质高级结构变化因子”。教科书中的30纳米染色质纤维被形象地描述为“螺线管”，但这个结构一直是个谜，尚未被结构生物学手段正式。这也成为了染色质和表观遗传学领域长期困扰科学家们的高难度问题。

由于30纳米染色质纤维的基本结构尚未被揭示，我们对于表观遗传信息如何影响其结构，乃至更高级的染色质结构，几乎一无所知。在这个的征程中，我们迎来了一线曙光。

一项新的研究成功了被誉为“生命信息载体”的30纳米染色质的左手双螺旋高级结构。这一突破对于理解细胞增殖、发育及分化过程中重要基因的表达差异及表观遗传学调控机理具有深远影响。更重要的是，它为我们揭示了干细胞维持和自我更新与分化的奥秘，为个体衰老和发育异常的机制提供了新的线索。

复杂的疾病如肿瘤、糖尿病、精神病及神经系统疾病等的发生发展，都与这一结构有着千丝万缕的联系。这项研究不仅具有重大的科学意义，也为未来的疾病治疗提供了新的研究方向。

这项成果是由中科院生物物理研究所的朱平研究组、李国红研究组、许瑞明研究组经过长期合作取得的。他们的努力得到了科技部973计划、国家自然科学基金委重大研究计划项目和重点项目以及中科院战略性先导科技专项(B类)等的资助。这一突破性的研究不仅为我们揭示了染色质高级结构的一部分奥秘，也为我们生命的本质打下了坚实的基础。

想要了解更多关于这一研究的新闻，请阅读新华网的报道。这个领域的发展充满了无限的可能，让我们共同期待更多的科研成果，为人类的健康和发展贡献力量。