Учёные научились снимать ДНК в живых клетках с рекордной чёткостью

Исследователи создали флуоресцентные молекулы, которые позволяют наблюдать за упаковкой ДНК внутри живых клеток с беспрецедентным разрешением, а в законсервированных клетках — приблизиться к ширине самой двойной спирали. Разработка описана в журнале Molecular Cell. Об этом пишет сайт Phys.org.

Новые красители, названные HoTs, самостоятельно проникают внутрь живых клеток и прикрепляются к ДНК. Они мигают поочерёдно, как гирлянды, что позволяет микроскопу определять точное положение каждой молекулы. После тысяч снимков компьютер собирает изображение в 10 раз более чёткое, чем у обычных микроскопов.

В живых клетках технология STORM позволила визуализировать ДНК с разрешением 20 нанометров, тогда как обычный микроскоп размывает всё, что находится ближе 200 нанометров. В законсервированных клетках метод MINFLUX дал точность локализации до 3 нанометров — почти вплотную к диаметру двойной спирали, который составляет примерно 2 нанометра.

Команда из Центра геномной регуляции в Барселоне, Городского университета Гонконга и Народной больницы провинции Гуандун испытала красители на срезах ткани кишечника трёх пациентов с раком. В опухолях ДНК оказалась заметно более рыхлой и развёрнутой, чем в здоровой ткани рядом. Исследователи предполагают, что степень распаковки ДНК может стать показателем прогрессии опухоли.

Отдельно искусственный интеллект AINU, представленный той же командой в 2024 году, научился различать живые клетки кожи и стволовые клетки с точностью 96–98%. Клетки несут одинаковую ДНК, но складывают её по-разному, и ИИ увидел разницу. В перспективе этот подход может помочь отличать раковую ткань от здоровой и отбирать наиболее перспективные стволовые клетки для регенеративной медицины.