輝くアイスクリームの万華鏡のように見えるもの、または星雲と1980年代のダンスパーティーの交差点は、実際にはさらに驚くべきものです：生きている細胞内のDNAとRNAの正確な位置の自由で詳細なビュー。
新しい研究によると、生きている細胞の内部にこの前例のない外観の扉を開いた方法-DNA顕微鏡法として知られている-は、6年間にわたって完成されました。
Broadcast Institute of MITのポスドク研究員である研究主任研究員のJoshua Weinstein氏は声明で、「DNA顕微鏡法は、単一の標本から空間情報と遺伝情報の両方を同時に取得するまったく新しい方法で細胞を視覚化する」と述べた。
この手法により、研究者はヌクレオチドの正確な順序、つまり各細胞内のDNAの二重らせんとRNAの一本鎖を構成する「文字」を確認することもできます。
「それは、遺伝的にユニークな細胞-例えば免疫系、癌または腸を構成する細胞-が互いに相互作用し、複雑な多細胞生命を生み出す方法を見るのを可能にするでしょう」とワインスタインは言った。
過去数十年にわたって、研究者は組織サンプルから分子データを収集するのに役立つ無数のツールを開発してきました。しかし、研究者が細胞内の遺伝物質がどこにどのように配置されているかを知るために、この技術と空間データを組み合わせる取り組みには、多くの場合、高価で専門的な機械が必要です。
新しいアプローチはプロセスをはるかに容易にする、と研究者達は言った。本質的に、この方法は、それぞれ約30ヌクレオチドの長さのカスタマイズされたDNA配列で作られた小さなタグを使用します。これは、細胞内のすべてのDNAおよびRNA分子にラッチします。次に、セル内に何百ものコピーが存在するようになるまで、タグが複製されます。これらのコピーは互いに相互作用するので、それらは結合して独自のDNAラベルを作成すると、研究者たちは述べた。
これらのDNAタグ間の相互作用が重要です。研究者は、標識された生体分子を収集してシーケンスすると、コンピューターアルゴリズムを使用して、細胞内のタグの元の位置をデコードおよび再構築し、サンプルの色分けされた仮想画像を作成できます。各分子の位置を正確に特定することは、携帯電話の塔が近くの携帯電話の位置を三角測量する方法に似ていると研究者らは述べた。
この手法は、研究者がさまざまな種類の人間の病気をよりよく理解するのに役立つ場合があります。たとえば、この研究で研究者らは、DNA顕微鏡がサンプル中の個々のヒトがん細胞の位置をマッピングできることを示しました。これらの合成DNAタグは、科学者が腫瘍細胞上の抗体、受容体、分子の位置をマッピングするのにも役立つと彼らは言った。
「光学顕微鏡の光子と数学的に類似した方法でDNAを使用した」とWeinstein氏は語った。 「これにより、人間の目ではなく、細胞がそれを見るように生物学を視覚化することができます。」
