Avanceret billedbehandlingsteknik kaster lys over, hvordan DNA-strenge stables op

Forskere ved University of California, Berkeley, har udviklet en banebrydende billedbehandlingsteknik, der giver dem mulighed for at se, hvordan DNA-strenge stables inde i en celle.

Teknikken, kaldet DNA-PAINT, bruger en kombination af superopløsningsmikroskopi og DNA-farvning til at skabe billeder af DNA, der er detaljerede ned til niveauet af individuelle basepar.

Dette er et stort gennembrud, da det giver forskere mulighed for at studere strukturen af ​​DNA i hidtil usete detaljer. DNA er det molekyle, der bærer genetisk information i alt levende, og dets struktur er afgørende for at forstå, hvordan celler fungerer.

Med DNA-PAINT kan forskerne nu se, hvordan DNA folder og vrider sig inde i en celle, og hvordan det interagerer med andre molekyler. Disse oplysninger kan hjælpe os med at forstå en bred vifte af sygdomme, herunder kræft og genetiske lidelser.

"Dette er en meget spændende ny teknik," sagde UC Berkeley professor i kemi og biokemi David Agard, der ledede forskerholdet, der udviklede DNA-PAINT. "Det har potentialet til at revolutionere vores forståelse af DNA-struktur og funktion."

DNA-PAINT-teknikken fungerer ved først at farve DNA'et med et specielt farvestof, der lyser under bestemte bølgelængder af lys. Farvestoffet er designet til at binde sig til specifikke basepar, så det kan bruges til at lave et kort over DNA-sekvensen.

Dernæst afbildes DNA'et ved hjælp af et superopløsningsmikroskop. Superopløsningsmikroskoper bruger en speciel teknik til at omgå diffraktionsgrænsen, som er grænsen for, hvor lille en genstand kan ses med et mikroskop.

Med DNA-PAINT kan forskerne nu se DNA-strukturer, der kun er få nanometer store. Dette er omtrent på størrelse med et enkelt basepar.

Forskerne brugte DNA-PAINT til at afbilde DNA i en række forskellige celletyper. De fandt ud af, at strukturen af ​​DNA er meget variabel, afhængig af celletypen og DNA'ets funktion.

For eksempel er DNA'et i aktivt transskriberede gener mere åbent og tilgængeligt end DNA'et i gener, der ikke bliver transskriberet. Dette giver mening, da DNA'et skal være åbent, for at transkriptionsmaskineriet kan få adgang til det og lave RNA-kopier af generne.

Forskerne fandt også ud af, at strukturen af ​​DNA påvirkes af tilstedeværelsen af ​​andre molekyler, såsom proteiner og RNA. Dette tyder på, at strukturen af ​​DNA er dynamisk og konstant i forandring, afhængigt af cellens behov.

DNA-PAINT-teknikken er et kraftfuldt nyt værktøj, der vil give videnskabsfolk mulighed for at studere DNA-strukturen i hidtil usete detaljer. Disse oplysninger kan hjælpe os med at forstå en bred vifte af sygdomme, herunder kræft og genetiske lidelser.