İlk Kez “Parlayan” DNA Görüldü

Güçlü Northwestern görüntüleme tekniği ile floresan etiketler kullanılmaksızın izole edilen kromozom yapıları ölçüldü.

Hücre çekirdeği, kanser ve diğer hastalıkların birçok sırrını barındırır. Fakat buradaki genetik materyali görülebilir ve inceleyebilir hale getirmek, yaratıcı düşünme ve oldukça güçlü görüntüleme tekniklerini gerektirir.

Nanoboyut görüntüleme uzmanları Vadim Beckham ve Hao Zhang ilk kez parlayan DNA’yı görüntüleyen, yeni bir görüntüleme teknolojisini geliştirdiler. Bu araç, kanserin detaylı şekilde incelenmesinde önemli olan gen ekspresyon profillerinin yanı sıra bireysel biyomoleküllerin de çalışılması için araştırmacılara olanak tanımaktadır. Backman bu aracı ve uygulamalarını (makrogenomiğin yeni konsepti dahil, gen düzenlenmesi olmaksızın gen ekpresyonunun genel profilini regüle etmeyi amaçlayan teknolojisini) 17 Şubat’ta (2017) Boston’da American Association for the Advancement of Science (AAAS)’ın yıllık toplantısında tartışmıştır. Konuşma konusu, “Optik Nanoboyut Görüntüleme: Kromatin Yapı-İşlev İlişkisinin Çözülmesi” sempozyumun bir parçası olan “Kromatin Yapısı ve Dinamiğinin Etiketleme Olmaksızın Süper-Rezolüsyon Görüntülenmesi’ydi (Hynes Convention Merkezi, oda no 206, saat 13.00-14.30).

Northwestern aracı 6 nanometre rezolüsyon özelliğine sahiptir ve 10 metre rezolüsyon eşiğini aşabilen ilk araçtır. Bu araç hücrelerdeki DNA, kromatin, protein ve onların doğal durumlarını, etiketleme ihtiyacı olmadan görüntüleyebilir.

Yıllardır, kitaplarda DNA, RNA ve proteinler gibi canlı hücre içindeki makromoleküllerin kendi görülebilir floresansına sahip olmadıkları anlatılmaktadır. Backman, insanların bu doğal etkiyi göz ardı ettiğini ve geleneksel düşünceyi sorgulamadığını söylemektedir. Biyomedikal mühendisliği profesörü Walter Dill, “Süper-rezolüsyon görüntülememiz ile floresan özellikte olan DNA ve diğer biyomolekülleri bulduk fakat çok kısa süreli etki gösterdi. Sonrasında karanlık durumda onları çok uzun süreliğine tuttuk. Doğal floresansı görmek güzeldi.”

Backman, Zhang ve meslektaşları şimdi, hücre çekirdeğindeki genetik materyal olan kromatinin nasıl düzenlendiğini anlamak için etiketleme yapılmayan tekniği kullanıyor. Backman, gen ekspresyon profillerinin düzenlenmesini sağlayan kromatin katlanma prensibini çalışmak, kanser ve onun çevre değişimlerine adaptasyon yeteneğinin daha iyi anlaşılmasına yardım eder. Kanser tek gen hastalığı değildir, diyerek düşüncelerini belirtmiştir.

Şu anki teknolojide DNA ve diğer genetik materyalleri görüntülemek için özel floresan boyalar (makromolekül görüntülenirken kontrastlığı arttırmak için) kullanılır. Bu boyalar hücre fonksiyonunu olumsuz şekilde etkileyebilir ve bazen hücreleri öldürür ki bu bilimsel çalışmalarda istenmeyen bir durumdur. Bunun aksine spektroskopik intrinsik kontrast foton konumlu optik nanoskopi (SICLON) olarak isimlendirilen Northwestern tekniği araştırmacılara, floresan etiketlere ihtiyaç duymaksızın biyomolekülleri doğal çevrelerinde inceleme olanağı tanımaktadır.

Backman, Zhang ve Chen Sun, görünür ışıkla aydınlandığında, biyomoleküllerin floresan etiketleme olmadan, görüntülenecek kadar uyarılmış ve aydınlık olduğunu keşfetti. Biyomoleküller doğru dalga boyu ile uyarıldıklarında en iyi, en güçlü floresan etiketlerden bile daha iyi aydınlandı.

Backman, bizim teknolojimiz nanoskopik görüntülemenin ve hatta moleküler biyolojinin sınırlarını aşmak için bize ve birçok araştırmacıya olanaklar tanıyacaktır, diyerek sözlerini sonlandırmaktadır.

Kaynak
https://phys.org/news/2017-02-dna_1.html
İleri Okuma:
Superresolution intrinsic fluorescence imaging of chromatin utilizing native, unmodified nucleic acids for contrast, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1602202113
Kapak Görseli
https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/2017/7-researchersa.jpg