Apa yang kelihatan seperti kaleidoskop salji ais krim bercahaya atau salib di antara nebula dan pesta tarian tahun 1980-an sebenarnya adalah sesuatu yang lebih menghairankan: pandangan yang tidak terperinci dan terperinci tentang lokasi DNA dan RNA yang tepat di dalam sel hidup.
Kaedah yang membuka pintu untuk melihat yang belum pernah berlaku di dalam sel-sel hidup - dikenali sebagai mikroskopi DNA - telah disempurnakan dalam tempoh enam tahun, menurut satu kajian baru.
"Mikroskopi DNA adalah cara yang paling baru dalam menggambarkan sel-sel yang menangkap kedua-dua maklumat spatial dan genetik secara serentak dari satu spesimen tunggal," kata penyelidik utama kajian penyelidik Joshua Weinstein, sebuah syarikat bersekutu postdoctoral di Institut Luas MIT, dalam satu kenyataan.
Teknik ini juga membolehkan para penyelidik melihat urutan sebenar nukleotida, "huruf" yang membentuk helix ganda DNA dan helai tunggal RNA, dalam setiap sel.
"Ia akan membolehkan kita melihat bagaimana sel-sel genetik unik - yang terdiri daripada sistem imun, kanser atau usus, misalnya - berinteraksi antara satu sama lain dan menimbulkan kehidupan multiselular yang kompleks," kata Weinstein.
Sejak beberapa dekad yang lalu, penyelidik telah membangunkan pelbagai alat yang membantu mereka mengumpul data molekul daripada sampel tisu. Tetapi usaha untuk memasangkan teknologi ini dengan data spatial - supaya para penyelidik mengetahui di mana dan bagaimana bahan genetik dalam sel diatur - sering melibatkan jentera mahal dan khusus.
Pendekatan baru menjadikan proses lebih mudah, kata para penyelidik. Pada asasnya, kaedah ini menggunakan tag kecil - dibuat daripada urutan DNA yang disesuaikan setiap kira-kira 30 nukleotida panjang - selang ke setiap molekul DNA dan RNA dalam sel. Kemudian, tag akan direplikasi sehingga terdapat ratusan salinannya dalam sel. Oleh kerana salinan ini berinteraksi dengan satu sama lain, mereka menggabungkan dan membuat label DNA unik, kata para penyelidik.
Interaksi antara tag DNA ini adalah kunci. Apabila penyelidik mengumpul biomolekul berlabel dan menyusunnya, mereka boleh menggunakan algoritma komputer untuk menyahkod dan merekonstruksi kedudukan asal 'tag di dalam sel, mewujudkan imej maya warna yang dikodkan sampel. Menunjuk lokasi setiap molekul adalah sama dengan bagaimana menara telefon bimbit mengukur kedudukan lokasi telefon bimbit yang berdekatan, kata para penyelidik.
Teknik ini boleh membantu para penyelidik memahami dengan lebih baik pelbagai jenis penyakit manusia. Sebagai contoh, dalam kajian penyelidik menunjukkan bahawa mikroskopi DNA boleh memetakan lokasi sel-sel kanser manusia individu dalam sampel. Tag DNA sintetik ini juga boleh membantu saintis memetakan lokasi antibodi, reseptor dan molekul pada sel tumor, kata mereka.
"Kami telah menggunakan DNA dengan cara yang secara matematik serupa dengan foton dalam mikroskop cahaya," kata Weinstein. "Ini membolehkan kita memvisualkan biologi kerana sel-sel melihatnya dan bukan seperti mata manusia."
