To, čo vyzerá ako kaleidoskop žiariacich postrekovačov zmrzliny alebo kríženie medzi hmlovinou a tanečnou párty osemdesiatych rokov, je vlastne niečo ešte úžasnejšie: neobmedzený a podrobný pohľad na presné umiestnenie DNA a RNA vo vnútri živej bunky.
Podľa novej štúdie bola metóda, ktorá otvorila dvere pre tento bezprecedentný pohľad vo vnútri živých buniek - známy ako DNA mikroskopia - zdokonalená počas šiestich rokov.
„DNA mikroskopia je úplne nový spôsob vizualizácie buniek, ktorý súčasne zachytáva priestorové aj genetické informácie z jedného jedinca,“ uviedol vo vyhlásení vedecký vedec štúdie Joshua Weinstein, postdoktorandský spoločník v inštitúte Broad Institute of MIT.
Táto technika dokonca umožňuje vedcom vidieť presné poradie nukleotidov, „písmen“, ktoré tvoria dvojzávitnicu DNA a jednovlákno RNA v každej bunke.
„Umožní nám to vidieť, ako geneticky jedinečné bunky - napríklad bunky tvoriace imunitný systém, rakovinu alebo črevo - vzájomne pôsobia a spôsobujú komplexný mnohobunkový život,“ uviedol Weinstein.
V posledných niekoľkých desaťročiach vedci vyvinuli nespočetné nástroje, ktoré im pomáhajú zbierať molekulárne údaje zo vzoriek tkanív. Úsilie o spárovanie tejto technológie s priestorovými údajmi - aby vedci vedeli, kde a ako je usporiadaný genetický materiál v bunke - však často zahŕňa drahé a špecializované stroje.
Vedci tvrdia, že nový prístup tento proces výrazne uľahčuje. Táto metóda v podstate využíva malé prívesky - vyrobené z prispôsobených sekvencií DNA, ktoré sú dlhé asi 30 nukleotidov - ktoré sa zachytia na každej molekule DNA a RNA v bunke. Potom sa značky replikujú, až kým ich v bunke nebudú stovky kópií. Ako tieto kópie vzájomne pôsobia, kombinujú a vytvárajú jedinečné štítky DNA, uviedli vedci.
Interakcie medzi týmito značkami DNA sú kľúčové. Keď vedci zozbierajú označené biomolekuly a usporiadajú ich, môžu pomocou počítačového algoritmu dekódovať a rekonštruovať pôvodné polohy značiek v bunke, čím vytvoria farebne označený virtuálny obraz vzorky. Vedci uviedli, že umiestnenie každej molekuly je podobné tomu, ako veže mobilných telefónov predurčujú umiestnenie blízkych mobilných telefónov.
Táto technika môže pomôcť výskumníkom lepšie pochopiť rôzne druhy ľudských chorôb. Napríklad v štúdii vedci ukázali, že DNA mikroskopia mohla zmapovať umiestnenie jednotlivých ľudských rakovinových buniek vo vzorke. Tieto syntetické DNA tagy môžu dokonca pomôcť vedcom zmapovať umiestnenie protilátok, receptorov a molekúl v nádorových bunkách.
„Použili sme DNA spôsobom, ktorý je matematicky podobný fotónom vo svetelnej mikroskopii,“ povedal Weinstein. „To nám umožňuje vizualizovať biológiu tak, ako to vidia bunky, a nie ako ľudské oko.“
