29 НОЯБРЯ 2012 Г.
ДЕЛИТЬСЯ
Ученые разработали новый метод визуализации строительных блоков жизни. Он включает в себя электронный микроскоп и ложе из гвоздей.
Просто для ясности, на самом деле это не похоже на это. (Шаттерсток/ Джон Швегель)
ДНК, как нас учат с самого начала, красочна. Строительный блок жизни — это не просто крутящийся вихрь, его пурины и пиримидины аккуратно соединены и помечены; это также взрыв первичных красных и синих, зеленых и желтых, А и G, С и Т, соединенных вместе, чтобы создать вид измененной, искривленной радуги.
Конечно, это рендеринг требует художественной лицензии. Уотсон и Крик определили структуру ДНК [pdf, но очень удивительный результат] на основе комбинации сложных догадок и, что особенно важно, рентгеновской кристаллографии — и это остается работоспособным и мощным методом визуализации нитей ДНК. Но кристаллография создает свой собственный вид визуализации: это технология, мощность изображения которой зависит от дифрагированного света. Когда мы смотрим на ставшие культовыми изображения двойной спирали, нечеткий X внутри нечеткого O, мы видим не столько саму ДНК, сколько рентгеновские лучи, отклоняющиеся от ее атомов.
Что делает изображение ниже довольно удивительным. Хотя она значительно менее красочна, чем ДНК из учебника, и чуть менее аккуратна, чем изображения двойной спирали, полученные с помощью рентгеновской кристаллографии, в некотором смысле она гораздо более реалистична. Это не рендеринг; это прямое изображение ДНК, полученное с помощью электронного микроскопа. да. ДА.
Компьютерные визуализации и реальные изображения молекулы ДНК, видимые через электронный микроскоп (Энцо ди Фабрицио через New Scientist)
На изображении показана одна нить двухцепочечной ДНК, подвешенная на ложе из наноскопических кремниевых столбиков. Он был создан Энцо ди Фабрицио и командой итальянского Университета Генуи, которые разработали новую технику («экспериментальный прорыв», как они это называют) для этой цели. Команда, сообщает New Scientist, нашли способ выхватывать нити ДНК из разбавленного раствора, по сути, обезвоживая их. Они разработали образец чрезвычайно водоотталкивающих кремниевых наностолбиков — столбов, которые заставят влагу быстро испаряться и оставят нити ДНК. А затем в основании их «наностолба» команда просверлила крошечные (очень, очень крошечные) отверстия. И через эти отверстия они пропускали пучки электронов, что позволяло им получать изображения нити ДНК с относительно высоким разрешением.
А вот еще более крупный план самой нити, пары ее оснований нечетко видны при увеличении.
Команда только что опубликовала подробности этого метода визуализации в журнале Nanoletters. И новая система представляет собой значительный шаг вперед для нанобиологии и всех связанных с ней областей, предоставляя ученым новый способ понимания ДНК. Особенно, когда дело доходит до его структуры — того, что находится за пределами двойной спирали. «Прямая визуализация становится важной, — отмечается в документе, — когда требуются знания на уровне нескольких/одной молекулы и когда дифракция не позволяет получить структурную и функциональную информацию». Этот метод, как отмечает New Scientist, поможет исследователям более точно понять, как белки, РНК и другие биомолекулы взаимодействуют с ДНК.
Что интересно. Но даже для тех из нас, кто не является исследователем, новый подход дает нам совершенно новый способ сделать что-то еще: увидеть, откуда мы пришли.
Меган Гарбер — штатный обозреватель The Atlantic, где она освещает вопросы культуры.