Tekniken, som kallas DNA-PAINT, använder en kombination av superupplösningsmikroskopi och DNA-färgning för att skapa bilder av DNA som är detaljerade ner till nivån för individuella baspar.
Detta är ett stort genombrott, eftersom det gör det möjligt för forskare att studera DNA-strukturen i oöverträffad detalj. DNA är den molekyl som bär genetisk information i allt levande, och dess struktur är avgörande för att förstå hur celler fungerar.
Med DNA-PAINT kan forskare nu se hur DNA viker sig och vrider sig inuti en cell, och hur det interagerar med andra molekyler. Denna information kan hjälpa oss att förstå ett brett spektrum av sjukdomar, inklusive cancer och genetiska störningar.
"Detta är en mycket spännande ny teknik", säger UC Berkeley professor i kemi och biokemi David Agard, som ledde forskargruppen som utvecklade DNA-PAINT. "Det har potential att revolutionera vår förståelse av DNA-struktur och funktion."
DNA-PAINT-tekniken fungerar genom att först färga DNA med ett speciellt färgämne som lyser under vissa våglängder av ljus. Färgämnet är utformat för att binda till specifika baspar, så det kan användas för att skapa en karta över DNA-sekvensen.
Därefter avbildas DNA:t med ett superupplöst mikroskop. Superupplösningsmikroskop använder en speciell teknik för att kringgå diffraktionsgränsen, som är gränsen för hur litet ett föremål som kan ses med ett mikroskop.
Med DNA-PAINT kan forskare nu se DNA-strukturer som bara är några få nanometer stora. Detta är ungefär lika stort som ett enda baspar.
Forskarna använde DNA-PAINT för att avbilda DNA i en mängd olika celltyper. De fann att strukturen hos DNA är mycket varierande, beroende på celltyp och DNA:ts funktion.
Till exempel är DNA i aktivt transkriberade gener mer öppet och tillgängligt än DNA i gener som inte transkriberas. Detta är vettigt, eftersom DNA:t måste vara öppet för att transkriptionsmaskineriet ska få tillgång till det.
Forskarna fann också att DNA-strukturen påverkas av närvaron av andra molekyler, såsom proteiner och RNA. Detta tyder på att strukturen hos DNA är dynamisk och att den förändras som svar på cellens miljö.
DNA-PAINT är ett kraftfullt nytt verktyg som gör det möjligt för forskare att studera DNA-strukturen i oöverträffad detalj. Denna information kan hjälpa oss att förstå ett brett spektrum av sjukdomar, inklusive cancer och genetiska sjukdomar.
