Ami az izzó jégkrém-kaleidoszkóp vagy a köd és az 1980-as évek táncpartijának keresztezése néz ki, valójában még meglepőbb: a DNS és az RNS pontos helyének korlátozhatatlan és részletes nézete egy élő sejtben.
Egy új tanulmány szerint hat év alatt tökéletesítették azt a módszert, amely a sejtek belsejében példátlan megjelenést nyitott az élő sejtekben - néven a DNS-mikroszkópia.
"A DNS-mikroszkópia a sejtek megjelenítésének teljesen új módja, amely egyetlen mintából egyidejűleg rögzíti mind a térbeli, mind a genetikai információkat" - nyilatkozta Joshua Weinstein, az MIT Széles Intézetének doktori posztdoktori munkatársa.
Ez a módszer lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megfigyeljék a nukleotidok pontos sorrendjét, a "betűket", amelyek képezik a DNS kettős spirálját és az RNS egyszálúságát az egyes sejtekben.
"Ez lehetővé teszi számunkra, hogy megfigyeljük, hogy a genetikailag egyedülálló sejtek - például azok, amelyek az immunrendszert, a rákot vagy a bélből állnak - kölcsönhatásba lépnek egymással, és összetett többsejtes élethez vezetnek" - mondta Weinstein.
Az elmúlt évtizedekben a kutatók számtalan eszközt fejlesztettek ki, amelyek segítenek számukra molekuláris adatok gyűjtésében a szövetmintákból. Ugyanakkor a technológia térbeli adatokkal való párosítására irányuló erőfeszítések - annak érdekében, hogy a kutatók tudják, hogy a sejtben hol helyezkedik el a genetikai anyag - gyakran drága és speciális gépeket igényelnek.
Az új megközelítés sokkal könnyebbé teszi a folyamatot - mondta a kutatók. Lényegében a módszer apró címkéket használ - mindegyik körülbelül 30 nukleotid hosszúságú testreszabott DNS-szekvenciákból -, amelyek a sejt minden DNS- és RNS-molekulájához rögzülnek. Ezután a címkéket addig ismételjük, amíg század másolat nem lesz a cellában. Mivel ezek a másolatok kölcsönhatásba lépnek, egyesítik és egyedi DNS-címkéket készítenek, mondta a kutatók.
A DNS-címkék közötti kölcsönhatások kulcsfontosságúak. Miután a kutatók összegyűjtötték a jelölt biomolekulákat és sorrendbe állították őket, számítógépes algoritmussal felhasználhatják a címkék eredeti helyzetének dekódolását és rekonstruálását a cellában, a minta színkódolt virtuális képének létrehozásával. Az egyes molekulák helyének pontos meghatározása hasonló ahhoz, ahogyan a mobiltelefon-tornyok háromszögelnek a közeli mobiltelefonok helyéről - mondták a kutatók.
Ez a módszer segíthet a kutatóknak jobban megérteni az emberi betegségek különféle típusait. Például, a tanulmányban a kutatók kimutatták, hogy a DNS-mikroszkóp segítségével meg lehet térképezni az egyes emberi rákos sejtek helyét a mintában. Ezek a szintetikus DNS-címkék még a tudósok számára is segíthetnek az antitestek, receptorok és molekulák helyének feltérképezésében a tumorsejteken.
"Olyan módon használtuk a DNS-t, amely matematikailag hasonló a fotonokhoz a fénymikroszkópiában" - mondta Weinstein. "Ez lehetővé teszi a biológia megjelenítését, amikor a sejtek látják, és nem úgy, mint az emberi szem."
