北京11月22日據美國弗吉尼亞聯邦大學官網報道，該校科學家研發出一種全新納米成像技術，能更快、更準地爲大片段基因組繪製圖譜。發表在21日出版的《自然·通訊》雜誌上的相關論文稱，新技術將高速原子力顯微鏡(AFM)與“基因剪刀”CRISPR化學條形碼技術相結合使用，爲致病性基因變異提供了革命性診斷工具。
人體細胞在分裂過程中，DNA會進行復制以生成新的細胞。但在此過程中，一些DNA片段會連接到錯誤位點，發生遺傳變異，引起癌症等病變。而人類基因組由數十億鹼基對組成，現有DNA測序技術只能對小片段DNA內的鹼基對進行精確分析，當要從大片段基因組中尋找基因變異時，還需將基因組分解成無數個小片段，會導致成本過高。另一方面，用來分析DNA序列的生物醫學成像技術，在分辨率上存在侷限性。
弗吉尼亞聯邦大學物理學家傑森·裏德和同事這次研發出的新方法，對物理成像技術進行了改進，彌補了DNA測序技術的短板，從而能更快速、更準確地分析大片段DNA中的基因變異。一方面，他們使用光學儀器將傳統原子力顯微鏡處理樣本的速度提高了1000多倍，從而能對包含數百萬鹼基對的長片段DNA進行精準分析；另一方面，他們利用CRISPR能對基因變異位點的基因進行精準修復的原理，研發出一種CRISPR化學條形碼技術，讓CRISPR酶只與變異基因結合，不對其進行剪切。由於CRISPR蛋白比DNA分子更大，高速原子力顯微鏡能捕捉到DNA中的基因變異。
爲驗證新技術的有效性，裏德團隊對淋巴瘤患者的淋巴結切片組織進行了分析，描繪出其中導致癌變的基因錯位。裏德表示，他們正在開發能分析百萬鹼基對DNA的算法軟件，一旦完成，鞋盒大小的基因變異成像儀將會出現在病理學實驗室，幫助診斷和治療遺傳變異性疾病。
科技的進步與研究工具的進步緊密相連。最明顯的莫過於天文學，500米口徑球面射電望遠鏡FAST的建成，就大大拓展了人類望向天空的“視域”；磁共振掃描成像技術的應用，讓大腦內部的“宇宙”也能分分鐘纖毫畢現。2017年諾貝爾化學獎頒發給發明和應用冷凍電鏡技術的物理學家，正是應了“磨刀不誤砍柴工”的俗語。當然，硬件的發明很難日新月異，但操作路徑的創新設計，同樣可以大大延伸硬件的極限。
