Titolo originale: Il nuovo microscopio a DNA disegna una mappa 3D della vita "dall'interno verso l'esterno".

Gli scienziati dell'Università di Chicago negli Stati Uniti hanno sviluppato una tecnica di imaging rivoluzionaria chiamata microscopia volumetrica del DNA. La tecnologia consente una mappa 3D della vita "dall'interno verso l'esterno", consentendo agli scienziati di costruire una mappa 0D di materiale genetico complesso etichettando e tracciando le interazioni tra le molecole, fornendo una visione senza precedenti degli organismi viventi. I risultati sono stati pubblicati nel nuovo numero di Nature Biotechnology.

Sebbene i metodi tradizionali di sequenziamento genico possano rivelare la ricca informazione genetica in un campione, non possono mostrare la posizione specifica di una specifica sequenza genica nel campione o la sua relazione con i geni e le molecole circostanti. Per compensare questa lacuna, la tecnologia di nuova concezione è in grado di catturare l'identità del materiale genetico e registrare la sua posizione allo stesso tempo. Ciò si ottiene aggiungendo brevi tag di sequenza di DNA, noti come identificatore molecolare univoco (UMI), a singole molecole di DNA o RNA, e quindi tracciando le interazioni tra questi tag. Questa interazione aiuta a creare una rete molecolare che riflette la disposizione spaziale dei geni, risultando in un'immagine tridimensionale.

Quando si utilizza un microscopio volumetrico a DNA, l'UMI si attacca alle molecole di DNA e RNA all'interno della cellula e inizia a replicarsi. Questo processo genera un identificatore di evento univoco UEI. Ogni UEI è unico e aiuta a determinare la posizione specifica di ogni molecola genica. Le interazioni UMI adiacenti generano anche più UEI, che forniscono al modello computazionale le informazioni necessarie per ricostruire la posizione originale e creare una mappa spaziale dell'espressione genica.

A differenza dei microscopi tradizionali, che si basano sulla luce o sulle lenti, la microscopia volumetrica del DNA si basa sul calcolo delle interazioni tra le molecole per creare immagini. Questo metodo è stato paragonato all'utilizzo dei dati dei telefoni cellulari per determinare la posizione delle persone in una città, proprio come conoscere i numeri di cellulare può aiutare a localizzare gli individui e l'analisi delle interazioni tra le molecole può anche dedurre la loro posizione nel corpo.

Questa tecnica non si basa su conoscenze pregresse ed è quindi adatta per esplorare l'espressione genica in contesti sconosciuti. Ad esempio, nella ricerca sul cancro, può essere utilizzato per mappare l'interazione tra il microambiente tumorale e il sistema immunitario, il che è di grande importanza per lo sviluppo di un'immunoterapia del cancro più precisa o di vaccini personalizzati personalizzati. (Zhang Mengran)