看不见的东西：新方法揭示了新复制DNA中的“超易处理”窗口

DNA复制在全身持续发生，每天多达数万亿次。每当细胞分裂时，无论是修复受损组织、替换旧细胞，还是仅仅帮助身体生长，DNA都会被复制以确保新细胞携带相同的遗传指令

但是，人们对人类生物学的这一基本方面知之甚少，主要是因为科学家缺乏密切观察复杂复制过程的能力。这样做的尝试依赖于破坏DNA结构的化学物质或仅捕获短片段DNA的策略，从而无法获得全面的图像

在《细胞》杂志上发表的一项研究中，格莱斯顿研究所的科学家们通过一种将长读DNA测序与预测性人工智能模型相结合的新方法，在解决这一问题方面取得了重大进展。通过这种方式，他们揭示了新DNA通过复制形成后的几分钟和几小时内会发生什么

领导这项研究的Gladstone研究员Vijay Ramani博士说：“这是一个长期存在的生化问题，因为负责复制的机制实际上会破坏所有存在的DNA结构，而这种结构必须在新细胞中忠实地重建。”。“为了了解这是如何可能的，我们需要创建一种新的方法来绘制复制前后的DNA结构。”比我们所知道的更脆弱的是，拉马尼处于单细胞基因组学技术浪潮的前沿，该技术旨在在单个细胞和分子的水平上探索基因组功能。他和他的团队开发了许多新的方法，目的是了解调节健康或导致疾病的分子步骤

在这项新研究中，研究小组提出了一种名为RASAM的方法，是“复制感知单分子可及性图谱”的缩写。利用这一工具，他们取得了一个惊人的发现：新形成的DNA的大部分在许多小时内都是“超可及性”的——这意味着DNA可以很容易地被其他蛋白质访问，包括那些参与基因调控的蛋白质

拉马尼说：“我们本以为这种程度的访问会导致基因组混乱，但事实并非如此。”

与安全包装在核小体单元中的成熟DNA不同，研究小组发现，新生DNA部分被解开，在复制后的许多小时内保持“松散”状态

拉马尼说：“我们看到的这一事实完全是新颖的。”。Ramani解释道：“它对我们对生物学的基本理解具有重要意义，也对开发治疗许多疾病的新药具有重要意义。”。或者，科学家可以利用可及性来影响基因表达，从而预防疾病

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通过他们的实验，拉马尼和他的团队——包括第一作者、拉马尼实验室的研究助理梅根·奥斯特洛夫斯基和生物信息学研究员Marty Yang博士——也展示了证据，表明可及性的增加是在基因表达过程开始的DNA链的特定位置受到调节的

然而，许多问题仍未得到解答，研究过程中出现了新的问题，包括新形成的细胞是如何受到保护的。这些代表了拉马尼研究的新途径

拉马尼说：“我喜欢这项工作的原因是，它完全是关于实现发现的方法。”。“作为生物学家，我们受制于我们能观察到的东西。我们治疗疾病和做出可操作决策的能力取决于我们的测量结果有多准确。这就是为什么这些新工具和方法如此重要。我们现在能够可视化以前看不见的基因组区域。”