Генетики показали снимки ДНК высокого разрешения

Генетики создали технологию визуализации ДНК, позволяющую изучить тончайшую структуру двойной цепи.

Фото с сайта osapublishing.org

С помощью новой технологии ученые смогут выяснить, какие последствия могут возникать из-за повреждения ДНК, а также установить, как внутриклеточные процессы влияют на активность генов, сообщается в журнале Optica.

Разработанный метод опирается на технику одномолекулярной микроскопии, позволяющей разглядеть отдельные молекулы за счет регистрации положения и ориентации частиц флуоресцентных красителей, прикрепленных к нити ДНК.

Данная нить очень длинная, но ее толщина составляет всего лишь несколько нанометров. Чтобы получить ее изображение, необходимо прибегнуть к хитрости. Например, можно визуализировать не саму ДНК, а излучающие свет флуоресцентные молекулы, прикрепленные к нуклеиновой кислоте. При этом ориентация молекул позволит сделать вывод о внутренней структуре азотистых оснований, но до настоящего времени было довольно трудно понять, как именно ориентируются красители.

Для решения этой проблемы ученые воспользовались одномолекулярным микроскопом с электрооптическим модулятором. Данное устройство изменяет поляризацию лазерного луча, освещающего молекулы красителя. Те частицы, ориентация которых соответствует ориентации колебаний электромагнитной волны, будут отражать более яркий свет.

Микроскоп делает много кадров, каждый раз меняя поляризацию, в результате чего в одном случае определенные молекулы будут яркими, а в другом - менее. Разумеется, это касается только тех частиц красителя, что закрепились на поверхности ДНК, а свободные же будут постоянно вращаться, отображаясь как размытое пятно. В целом, данная технология позволяет получить контрастную картинку двойной спирали.

Сейчас исследователи протестировали свою технологию с использованием интеркалирующего красителя (его молекулы проникали между основаниями ДНК). Одно изображение было получено с помощью 300 тысяч частиц флуоресцентного вещества и 30 тысяч кадров, которые были сделаны примерно за 13 минут.