To, co wygląda jak skrzyżowanie mgławicy i imprezy tanecznej z lat 80. jest w rzeczywistości czymś jeszcze bardziej zdumiewającym: szczegółowym widokiem DNA i RNA w żywej komórce.
Metoda, która pozwoliła na dokonanie tego niezwykłego wglądu w żywe komórki – znana jako mikroskopia DNA – została udoskonalona w ciągu sześciu lat. Jest to zupełnie nowy sposób wizualizacji komórek, który rejestruje zarówno informacje przestrzenne, jak i genetyczne jednocześnie z pojedynczego okazu. Technika ta pozwala badaczom zobaczyć dokładną kolejność nukleotydów, które tworzą podwójną helisę DNA i pojedynczą nić RNA w każdej komórce.
Czytaj też: Gąbki pomagają w wykrywaniu DNA w wodzie
W ciągu ostatnich kilku dekad naukowcy opracowali niezliczone narzędzia, które pomagają im zbierać dane molekularne z próbek tkanek. Jednak wysiłki zmierzające do powiązania tej technologii z danymi przestrzennymi – tak, aby naukowcy wiedzieli, gdzie i jak rozmieszczony jest materiał genetyczny wewnątrz komórki – często wiążą się z drogimi i specjalistycznymi maszynami. Nowa metoda znacznie upraszcza ten proces. Wykorzystuje ona małe znaczniki – wykonane z niestandardowych sekwencji DNA o długości około 30 nukleotydów – które zatrzaskują się na każdej cząsteczce DNA i RNA. Następnie znaczniki są replikowane, aż w komórce znajdzie się ich setki kopii. Ponieważ kopie te oddziałują na siebie, łączą się i tworzą unikalne etykiety DNA.
Interakcje między tymi znacznikami DNA są kluczowe. Po zebraniu znakowanych biomolekuł i ich sekwencjonowaniu, badacze mogą użyć algorytmu komputerowego do dekodowania i rekonstrukcji oryginalnych pozycji znaczników w komórce, tworząc kodowany kolorami wirtualny obraz próbki. Wskazanie lokalizacji każdej cząsteczki jest podobne do tego, w jaki sposób wieże telefoniczne namierzają lokalizacje pobliskich telefonów komórkowych.
Technika ta może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć różne rodzaje chorób u ludzi. Na przykład badacze wykazali, że mikroskopia DNA może zmapować lokalizacje poszczególnych komórek nowotworowych w próbce.
[Źródło: livescience.com; grafika: Broad Institute]
Czytaj też: Analiza naszego DNA może stanowić zagrożenie
