Ono što izgleda poput kaleidoskopa blistavog sladoleda ili križanja između maglice i plesne zabave iz 1980-ih godina zapravo je nešto još zapanjujuće: neometan i detaljan prikaz točnih lokacija DNK i RNA unutar žive stanice.
Metoda koja je otvorila vrata za taj neviđeni pogled unutar živih stanica - poznata i pod nazivom DNK mikroskopija - usavršena je tijekom šest godina, pokazalo je novo istraživanje.
"DNK mikroskopija potpuno je nov način vizualizacije stanica koji istovremeno bilježi i prostorne i genetske informacije iz jednog uzorka", rekao je u izjavi vodeći istraživač Joshua Weinstein, postdoktorski suradnik na Širokom institutu MIT.
Ova tehnika čak omogućava istraživačima da vide tačan redoslijed nukleotida, "slova" koja čine dvostruku spiralu DNK i RNA jednostruki lanac, unutar svake ćelije.
"Omogućit će nam da vidimo kako genetski jedinstvene stanice - na primjer, one koje uključuju imunološki sustav, rak ili crijeva - međusobno djeluju i dovode do složenog višećelijskog života", rekao je Weinstein.
Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća, istraživači su razvili bezbroj alata koji im pomažu u prikupljanju molekularnih podataka iz uzoraka tkiva. Ali napori da se ta tehnologija pari s prostornim podacima - kako bi istraživači znali gdje je i kako raspoređen genetski materijal unutar ćelije - često uključuju skupe i specijalizirane strojeve.
Novi pristup znatno olakšava postupak, istakli su istraživači. U osnovi, metoda koristi sićušne oznake - načinjene od prilagođenih nizova DNK, dugačkih oko 30 nukleotida - koji se zasunjavaju na svakoj molekuli DNK i RNK u stanici. Zatim se oznake repliciraju dok u ćeliji nema stotina kopija. Dok te kopije međusobno djeluju, kombiniraju se i čine jedinstvene naljepnice DNK, rekli su istraživači.
Ključne su interakcije između ovih oznaka DNK. Jednom kada istraživači prikupe označene biomolekule i slijede ih, oni mogu koristiti računalni algoritam za dekodiranje i rekonstrukciju originalnih položaja oznaka u ćeliji, stvarajući obojenu virtualnu sliku uzorka. Utvrđivanje položaja svake molekule slično je načinu na koji kula mobitela trokutira lokacije obližnjih mobitela, rekli su istraživači.
Ova tehnika može pomoći istraživačima da bolje razumiju različite vrste ljudskih bolesti. Na primjer, u studiji su istraživači pokazali da DNA mikroskopijom mogu mapirati lokacije pojedinih stanica karcinoma čovjeka u uzorku. Te sintetičke DNA oznake mogu čak pomoći znanstvenicima da mapiraju mjesta protutijela, receptora i molekula na tumorskim stanicama, rekli su.
"Koristili smo DNK na način koji je matematički sličan fotonima u svjetlosnoj mikroskopiji", rekao je Weinstein. "To nam omogućuje da vizualiziramo biologiju onako kako ćelije to vide, a ne onako kako to čini ljudsko oko."
