Ett team av forskare som arbetar vid University of Bristol har utvecklat ett nytt nanomapping -mikroskop - drivs av laser och optik som finns i en typisk DVD -spelare.

Den nya tekniken används för att förändra sättet att diagnostisera och upptäcka sjukdomsframkallande genetiska mutationer.

Detta mikroskop kartlägger hundratals kemiskt streckkodade DNA-molekyler varje sekund i en teknik som utvecklats i samarbete med ett team av amerikanska forskare under ledning av professor Jason Reed vid Virginia Commonwealth University.

Professor Reeds team använder CRISPR-Cas9 för att märka molekylerna så att de kan kartläggas nästan lika exakt som DNA-sekvensering, samtidigt som de bearbetar stora delar av genomet i mycket snabbare takt.

Använda DVD-komponenter från hyllan, Bristol-teamet överladdade sitt atomkraftmikroskop (AFM) för att göra det möjligt att fysiskt kartlägga längden av individuella DNA-molekyler till en upplösning av tiotals baspar med hastigheter på hundratals per sekund.

Denna oöverträffade hastighetsökning gör det möjligt för denna DNA-streckkodningsmetod att användas för diagnostik i verkligheten för första gången.

IBM-forskare skapade rubriker 1989 när de utvecklade AFM-teknik och använde en relaterad teknik för att omordna molekyler på atomnivå för att stava ut "IBM".

AFM uppnår denna detaljnivå genom att använda en mikroskopisk penna - liknande en nål på en skivspelare - som knappt får kontakt med ytan på materialet som studeras.

Interaktionen mellan pennan och molekylerna skapar bilden. Dock, traditionell AFM är för långsam för medicinska tillämpningar och därför används den främst av ingenjörer inom materialvetenskap.

Mikroskopet mäter enstaka DNA-molekyler med subatomär upplösning samtidigt som det skapar bilder upp till en miljon baspar i storlek. Och det gör det med en bråkdel av mängden prov som krävs för DNA-sekvensering, reducerar mättiden dramatiskt.

Dr Oliver Payton från University of Bristols School of Physics, var med och uppfann nanomappningsmikroskopet. Han sa:"Med hjälp av laserfokuseringsmekanismen som finns i varje DVD-spelare har vi byggt ett mikroskop som har upplösningen och hastigheten för att mäta varje molekyl på provytan i 3D.

"Även om andra typer av mikroskop har upplösningen att se dessa DNA -molekyler är de tusentals gånger långsammare och det skulle ta år att ställa en säker diagnos.

"Vårt mikroskop är inte bara perfekt för dessa medicinska tillämpningar, men på grund av de lättillgängliga DVD-spelarens komponenter kan den massproduceras."

CRISPR har skapat många rubriker nyligen när det gäller genredigering. CRISPR är ett enzym som forskare har kunnat "programmera" med hjälp av målinriktad ribonukleinsyra (RNA) för att skära DNA på exakta platser som cellen sedan reparerar på egen hand.

Den geniala kemiska streckkodningsmetoden som utvecklats av professor Reeds team förändrar de kemiska reaktionsförhållandena för CRISPR -enzymet så att det bara fastnar vid DNA:t och faktiskt inte skär det.

Han sa:"Eftersom CRISPR-enzymet är ett protein som är fysiskt större än DNA-molekylen, den är perfekt för denna streckkodsapplikation.

"Vi blev förvånade över att upptäcka att denna metod är nästan 90 procent effektiv när det gäller att binda till DNA-molekylerna. Och eftersom det är lätt att se CRISPR-proteinerna, du kan upptäcka genetiska mutationer bland mönstren i DNA."

För att visa teknikens effektivitet, forskare kartlagt genetiska translokationer som finns i lymfkörtelbiopsier hos lymfompatienter.

Translokationer uppstår när en del av DNA:t kopieras och klistras in på fel plats i genomet. De är särskilt vanliga vid blodcancer som lymfom men förekommer även i andra cancerformer.