Tai, kas atrodo kaip švytinčių ledų šlakstymų kaleidoskopas ar kryžius tarp ūko ir devintojo dešimtmečio šokių vakarėlio, iš tikrųjų yra kažkas dar labiau stebinantis: nevaržomas ir išsamus vaizdas, kuriame nurodomos tikslios DNR ir RNR vietos gyvojoje ląstelėje.
Metodas, kuris atvėrė duris šiam precedento neturinčiam vaizdui į gyvas ląsteles - žinomas kaip DNR mikroskopija - buvo tobulinamas per šešerius metus, rodo naujas tyrimas.
„DNR mikroskopija yra visiškai naujas būdas vizualizuoti ląsteles, kurios vienu metu fiksuoja ir erdvinę, ir genetinę informaciją iš vieno egzemplioriaus“, - teigiama tyrimo pagrindiniame tyrime Joshua Weinsteinui, plataus MIT instituto docentui.
Ši metodika netgi leidžia tyrėjams pamatyti tikslią nukleotidų tvarką, „raides“, sudarančias DNR dvigubą spiralę ir RNR vieną grandinę kiekvienoje ląstelėje.
"Tai leis mums pamatyti, kaip genetiškai unikalios ląstelės - pavyzdžiui, turinčios imuninę sistemą, vėžį ar žarnas - sąveikauja viena su kita ir sukuria sudėtingą daugialąstelinį gyvenimą", - teigė Weinstein.
Per pastaruosius kelis dešimtmečius tyrėjai sukūrė daugybę įrankių, kurie jiems padeda surinkti molekulinius duomenis iš audinių mėginių. Tačiau pastangos sujungti šią technologiją su erdviniais duomenimis - kad tyrėjai žinotų, kur ir kaip yra išdėstyta ląstelės viduje esanti genetinė medžiaga - dažnai apima brangią ir specializuotą techniką.
Naujas požiūris labai palengvina procesą, teigė tyrėjai. Iš esmės metodas naudoja mažytes žymes - pagamintas iš pritaikytų DNR sekų, kurių kiekvienos ilgis yra maždaug 30 nukleotidų -, kurios užsifiksuoja prie kiekvienos ląstelės DNR ir RNR molekulės. Tada žymės pakartojamos, kol langelyje yra šimtai jų kopijų. Kadangi šios kopijos sąveikauja viena su kita, jos sujungia ir sukuria unikalias DNR etiketes, teigė tyrėjai.
Šių DNR žymių sąveika yra svarbiausia. Kai tyrėjai surenka paženklintas biomoleules ir jas seka, jie gali naudoti kompiuterinį algoritmą, kad dekoduotų ir rekonstruotų pradines etikečių padėtis ląstelėje, sukurdami spalvotą virtualų mėginio vaizdą. Tikslus kiekvienos molekulės vietos nustatymas yra panašus į tai, kaip mobiliųjų telefonų bokštai trikampio formos nustato netoliese esančių mobiliųjų telefonų vietas, teigė tyrėjai.
Šis metodas gali padėti tyrėjams geriau suprasti įvairias žmonių ligas. Pavyzdžiui, tyrime tyrėjai parodė, kad DNR mikroskopija gali parodyti atskirų žmogaus vėžio ląstelių vietas mėginyje. Jie teigė, kad šios sintetinės DNR žymės netgi gali padėti mokslininkams nustatyti antikūnų, receptorių ir molekulių vietas naviko ląstelėse.
"Mes panaudojome DNR tokiu būdu, kuris matematiškai yra panašus į fotonus šviesos mikroskopijoje", - sakė Weinsteinas. "Tai leidžia mums vizualizuoti biologiją taip, kaip ląstelės ją mato, o ne taip, kaip tai daro žmogaus akis."
