fluorescerend DNA

Biomoleculen zoals DNA, eiwitten en RNA knipperen zo nu en dan. Ze zenden dan licht uit (fluoresceren). Onderzoekers van de Amerikaanse Northwestern-universiteit schijnen de eerste te zijn die dat knipperen hebben waargenomen met behulp van een hoogoplossende beeldtechniek met een resolutie van zo’n 6 nm (1 nm is eenmiljoenste mm). Ze denken dat die techniek nuttig kan zijn bij het bestuderen van ziektes waarbij genmutaties een rol spelen (dat zijn er nogal wat).

Veel geheimen van ziektes liggen verborgen in de celkern, maar het nog niet zo simpel daar achter te komen. Vadim Backman en Hao Zhang, twee onderzoekers van de Northwesternuniversiteit, hebben een nieuwe beeldtechniek ontwikkeld met een hoog oplossend vermogen. Daarmee hebben ze, naar eigen zeggen voor de eerste maal, kunnen constateren dat DNA af en toe knippert (fluoresceert). Ze denken met hun techniek een middel gevonden te hebben om het erfmolecuul en andere grote biomoleculen wat nauwkeuriger te kunnen bestuderen om de inzichten in het functioneren daarvan te kunnen vergroten. Backman heeft het onderzoek gepresenteerd op het AAAS-jaarcongres in Boston.

Fluorescentie

Biomoleculen in levende cellen zo was tientallen jaren de gangbare opvatting in de wetenschap, hebben geen eigen fluorescentie. Dat is niet waar (gebleken). DNA fluoresceert wel degelijk.  “Dat is altijd over het hoofd gezien, omdat mensen de conventionele kennis voor waar aannemen”, zegt Backman. “Met onze superresolutietechniek is te zien dat DNA en andere grote biomoleculen wel degelijk fluoresceren, zij het erg kort. De rest van de tijd is het donker. Die fluorescentie was prachtig te zien.”

De onderzoekers gebruiken de beeldtechniek nou om chromatine te bestuderen, het complex van DNA en het ‘pakmateriaal’ van eiwitten (histonen). Backman: “Inzicht in de manier waarop het chromatine vouwt, waardoor de genexpressie wordt gestuurd, zou ons een beter begrip kunnen verschaffen hoe, bijvoorbeeld, kankercellen zich aanpassen aan een veranderende omgeving. Kanker is geen eengenziekte.”
Bij de bestudering van het DNA-‘gedrag’ worden nu vaak fluorescerende kleurstoffen gebruikt om een beter beeld te krijgen. Die kleurstoffen kunnen storend zijn en zelfs de cellen doden. Met deze nieuwe techniek, die de onderzoekers aanduiden met SICLON, kunnen onderzoekers DNA e.d. bestuderen in hun natuurlijke ‘habitat’ zonder (mogelijk) verstorende invloeden.

De eigen fluorescentie van de biomoleculen geeft licht genoeg voor de SICLO-nanosckoop, soms meer dan met fluorescerende stoffen als licht van de juiste golflengte wordt gebruikt om fluorescentie teweeg te brengen. De energiebron voor de fluorescentie is gewoon zichtbaar licht.

Bron: EurekAlert