染色质染色体是由DNA和蛋白质组成的物质。染色质中的主要蛋白质是组蛋白，它有助于将DNA以紧凑的形式包裹在细胞核中。魏茨曼科学研究所的一项新研究揭示了一种以前未知的核染色质组织模式，在完全分化的细胞中，核外围的染色质密度很高，而在核中心则无法检测到，从而形成了一个有效的中央染色质缺失区。
左图:细胞核的三维图解，代表了DNA组织的经典理论。右图:果蝇幼虫肌细胞细胞核的显微图像;长链的DNA(红色)附着在核层(绿色)——核膜的内层。图片来源:魏茨曼科学研究所。
在早期的一项研究中，Daria Amiad-Pavlov博士和她的同事来自Weizmann科学院，分析了机械力量如何影响肌肉中的细胞核，并发现肌肉收缩对基因表达模式的立即影响。
“我们无法进一步探索这一点，因为现有方法依赖于化学保存的细胞的成像，因此他们未能捕获实际工作肌肉的细胞核中发生的事情，”Amiad-Pavlov博士说。
为了解决这个问题，研究人员致力于活体肌肉核的研究果蝇 （果蝇）幼虫．
他们获得了被肌核膜包围的内部线性排列的DNA及其蛋白质复合物的图像。
这些“面条”或长染色质分子并没有填满整个细胞核，而是形成了一个相对较薄的层，附着在细胞核内壁上。
类似于油和水相互作用的结果，即所谓的相分离，染色质从细胞核内的大部分液体中分离出来，并在其外围找到了自己的位置，而大多数流体介质仍留在中心。
科学家们意识到他们正在进行解决基本生物问题的方式，即染色质，以及在生物体中的细胞核中组织的染色质。
“但结果是如此出乎意料，我们不得不确保没有错误悄悄进入，这个组织是普遍的，”达娜洛伯博士也来自Weizmann科学研究所。
作者还建立了一个理论模型，其中包括控制细胞核中染色质组织的物理因素，如染色质与其液体环境之间的相对引力和染色质与核膜之间的相对引力。
它们的模型预测，染色质应根据细胞核中的液体（水合）的相对量来经历与液相的分离。此外，相分离的染色质可以沿着核膜内部安排 - 就像在他们的实验中发现一样。
他们还解释了为什么染色质似乎在先前的研究中填充细胞核。
“当科学家们在玻璃滑板上的电池滑动时，为了在显微镜下研究它们，他们会改变其体积并物理地压扁它们，”威尔·科尔兰教授·科尔曼教授
“这可能会扰乱控制染色质排列的某些力量，并缩短细胞核上部与底部之间的距离。”
球队发现发表于杂志科学推进．
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Daria Amiad-Pavlov等．2021.染色质分布的实时成像揭示了核建筑和染色质分区的新颖原则。科学推进7（23）;DOI：10.1126 / sciadv.abf6251
