看起来像是发光的冰淇淋屑组成的万花筒,或是星云与上世纪80年代舞会的混合体,登录杏耀平台实际上更令人惊讶的是:对一个活细胞内DNA和RNA的确切位置的无拘无束、详尽的观察。
一项新的研究表明,这种前所未有的观察活细胞内部的方法——DNA显微镜——在6年的时间里得到了完善。
“DNA显微技术是一种全新的细胞可视化方法,可以同时从单个样本中获取空间和遗传信息,”研究负责人、麻省理工学院布罗德研究所(Broad Institute of MIT)博士后约书亚·温斯坦(Joshua Weinstein)在一份声明中说。
这项技术甚至可以让研究人员看到每个细胞内核苷酸的确切顺序,即构成DNA双螺旋和RNA单链的“字母”。
温斯坦说:“这将使我们看到基因上独特的细胞——例如那些由免疫系统、癌症或肠道组成的细胞——如何相互作用,从而产生复杂的多细胞生命。”
在过去的几十年里,研究人员开发了无数的工具来帮助他们从组织样本中收集分子数据。但是,将这种技术与空间数据结合起来的努力——这样研究人员就能知道细胞内的遗传物质在哪里以及如何排列——往往需要昂贵而专业的机器。
研究人员说,
杏耀平台的体会,新方法使这一过程变得容易得多。从本质上讲,杏耀网址这种方法使用的是微小的标签——由定制的DNA序列组成,每个序列大约有30个核苷酸长——这些标签附着在细胞中的每个DNA和RNA分子上。然后,复制标记,直到在单元格中有数百个副本。研究人员说,当这些拷贝相互作用时,它们结合在一起,形成独特的DNA标签。
这些DNA标签之间的相互作用是关键。一旦研究人员收集了标记的生物分子并对其进行排序,他们就可以使用计算机算法来解码和重建标记在细胞中的原始位置,从而创建一个彩色编码的样本虚拟图像。研究人员说,确定每个分子的位置类似于手机信号塔对附近手机的三角定位。
这项技术可以帮助研究人员更好地了解不同种类的人类疾病。例如,研究人员在研究中表明,DNA显微镜可以在样本中绘制出单个人类癌细胞的位置。他们说,这些合成的DNA标签甚至可以帮助科学家绘制出肿瘤细胞上抗体、受体和分子的位置。
温斯坦说:“我们使用DNA的方式在数学上类似于光显微镜下的光子。”“这让我们能够像细胞一样看到生物学,而不是像人眼那样。”