UAB教授Joan-Ramon Daban揭晓在国际着名期刊《Small Structures》的一篇文章深入剖析了DNA包装相关的物理问题，这些问题在染色体结构模子中常被忽视。
研究批注DNA的多层板状结构（凭证UAB之前的实验研究提出）与染色体的结构和功效特征完全兼容。这种结构可以通过核小体之间的弱相互作用来诠释，核小体是折叠DNA双螺旋的基本单位。
在真核生物中，极长的基因组DNA分子必需高度折叠，以顺应在有丝破碎时代染色体的微米级尺寸，这样才华在细胞破碎前� ；ひ糯畔�。进化早期，组卵白就被选择用于将DNA转化为由许多核小体组成的染色质纤维。每个核小体的焦点（称为焦点粒子）是一个圆柱状结构（高5.7纳米，直径11纳米），由约莫两圈DNA（147个碱基对）绕在由组卵白八聚体组成的结构上。多年来，明确染色质纤维在染色体中怎样高度压缩的折叠机制一直是科学界的一大挑战。
图片信息：核小体在纳米标准上的自相关特征与染色体的微米标准结构之间的关系。
要提出一个物理上合理、现实的染色体中DNA组织结构模子，必需切合染色体的结构和功效特征所施加的所有约束条件。它不但要能容纳DNA的高浓度和染色体的拉长圆柱形结构，还要切合染色质已知的自觉关联特征，同时能有用避免染色体DNA爆发拓扑纠葛和机械性断裂。然而，通过种种实验手艺和盘算机模拟研究提出的许多模子并没有充分思量这些约束条件。
在UAB生物化学与分子生物学系Joan-Ramon Daban教授的实验室中，研究职员此前使用透射电子显微镜、原子力显微镜以及冷冻电子断层扫描手艺视察到，染色质在有丝破碎离子条件下从染色体中散出，形成了多层板状结构，每层的厚度与单层核小体片的厚度一致� ；谡庑┬Ч�，UAB研究职员提出，染色质纤维在染色体内凭证沿轴线堆叠的多层结构规则折叠。这种多层模子与所有上述结构约束条件相符。别的，它还能够诠释细胞遗传学剖析中视察到的染色体带状结构和易位征象，并与基因表达调控、DNA复制、修复及其向子细胞分派的物理机制相兼容。
染色体可以被视为自组织的液晶结构
核小体是DNA线性双螺旋结构中引入的重复单位。差别实验室的研究批注，疏散的核小体焦点粒子有很强的面面临接相互作用，能够形成大型柱状结构。凭证软物质系统的特征，核小体之间这些弱的各向异性相互作用与热能的团结，可能促使这些柱状结构的形成。在多层染色体模子中，核小体之间的重复弱相互作用促使染色质层的堆叠。这种纳米级别的低能相互作用诠释了整个染色体的自组织征象，染色体可以被看作层状液晶结构，内部由单条DNA分子的共价骨架交联。
这种自觉形成的三维有序结构征象与今世纳米科学和纳米手艺的研究效果一致。在纳米手艺领域，已经获得了由差别生物和合成重复单位自组装而成的许多令人印象深刻的结构。Daban教授以为，分子生物学早已发明了多种生物分子结构的自组装征象，但现在关于软物质系统自组织的研究主要集中在纳米手艺领域。
杂志：Small Structures
DOI：10.1002/sstr.202400203
