電子顯微鏡下的DNA雙螺旋結構。(圖片來源:新科學家網站)
【大紀元2012年12月11日訊】去氧核糖核酸(DNA)是人類史上最有名的螺旋形狀,過去是藉助X光技術才得以發現。現在,義大利研究人員利用電子顯微鏡首次擷取到DNA雙螺旋結構,影像清晰許多。研究人員表示,此技術的突破,將使人們更清楚DNA與蛋白質、RNA(核糖核酸)和其餘生物分子間如何相互作用。
據新科學家網站(newscientist.com)報導,DNA的結構當初被發現時,是使用X光晶體學(X-ray crystallography)技術。其原理是利用X光散射DNA結晶排列的原子,並於攝影底片上形成由圓點構成的複雜圖案。接著使用繁雜的數學運算,解釋這些圖案所代表的意義,並試著找出結晶結構所對應的真實形狀。
經由電子顯微鏡看到的DNA雙螺旋結構,影像清楚許多,由於是直接成像,所以比X光的技術還要好。
義大利技術研究院(Italian Institute of Technology)研究計畫負責人法布理奇奧(Enzo di Fabrizio)及其小組所運用的技術,是使用稀釋的溶液篩選出DNA雙螺旋,並將其放在矽奈米柱(nanoscopic silicon pillars)的床板上。
同時,該研究小組也研發了特製的矽奈米柱,防水性能極高,使得水分迅速蒸發,剩下已伸展開的DNA雙螺旋,便於研究人員深入觀察。他們還在矽奈米柱的背面鑽了微小的細孔,再發射電子束穿過此細孔,便能獲得高解晰度的影像。結果表明,DNA雙螺旋結構清晰可見。
運用此新技術,研究人員未來應能看到DNA中的單分子與其它生物分子間的相互作用。
迪·法布里奇奧的照片實際上顯示的是一股由幾個相互交織在一起的DNA分子形成的『繩索』,並不只是一個雙螺旋結構。這是因為他們採用的電子的能量足以摧 毀單個雙螺旋線,或者是形成雙螺旋結構的其中一條線。但是迪·法布里奇奧認為,通過採用更加靈敏的設備和能量更低的電子,他們很快就能拍攝到單個雙螺旋結構的近照。DNA分子或稱脫氧核糖核酸儲存著可控制所有活生物體生長和正常運作的遺傳指令。迪·法布里奇奧的創新方法將有助於科學家觀察DNA和一些生命 的其他基本成分之間的互動,例如RNA(核糖核酸)。他的研究成果發表在《納米快報》雜誌上。
一小束DNA得到兩個矽柱的支撐。
http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/dna