Η ζωή σε υψηλή ανάλυση
Πολλά έχουν αλλάξει από τη δεκαετία του 1950, όταν οι επιστήμονες προσδιόρισαν έμμεσα τη δομή του DNA χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ και περίπλοκα μαθηματικά. Τώρα, Ιταλοί ερευνητές παρουσιάζουν το πρώτο άμεσο πορτρέτο της διπλής έλικας σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης.
Τα σύγχρονα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μπορούν μεν να διακρίνουν μεμονωμένα βιομόρια, ωστόσο είναι δύσκολο να προετοιμάσει κανείς τα δείγματα αρκετά προσεκτικά ώστε να είναι δυνατή η απεικόνισή τους.
Ο Ένζο ντι Φαμπρότσιο και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο της Γένοβας ξεπέρασαν τα εμπόδια εφαρμόζοντας ένα νέο τρικ: χρησιμοποίησαν ως πρώτη ύλη ένα υδατικό διάλυμα μορίων DNA, στο οποίο εμβάπτισαν μια επιφάνεια από πυρίτιο πάνω στην οποία υπήρχαν τρύπες και προεξοχές μήκους μερικών νανομέτρων.
Οι νανοπροεξοχές είχαν σχεδιαστεί προσεκτικά ώστε να είναι εξαιρετικά υδρόφοβες ώστε να προκαλέσουν την ταχεία εξάτμιση του νερού, αφήνοντας πίσω τεντωμένες ίνες DNA.
Στη συνέχεια, το δείγμα τοποθετήθηκε στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έτσι ώστε η δέσμη ηλεκτρονίων να φτάνει μέχρι τις ίνες DNA αφού πρώτα περάσει μέσα από τις τρύπες της επιφάνειας.
Το αποτέλεσμα είναι μια ηλεκτρονιογραφία στην η διπλή έλικα του DNA διακρίνεται σαν ένα είδος μικροσκοπικού τιρμπουσόν.
Στην πραγματικότητα, όμως, η ίνα που διακρίνεται στις εικόνες δεν είναι ένα μεμονωμένο μόριο, αλλά έξι διαφορετικά μόρια DNA τυλιγμένα γύρω από ένα έβδομο μόριο που βρίσκεται στο κέντρο. Όπως εξηγούν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Nano Letters, η διάταξη αυτή εμποδίζει τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας να σπάσουν τη διπλή έλικα του DNA.
Πιστεύουν πάντως ότι η μέθοδος μπορεί να βελτιωθεί ώστε να απαθανατίζει το DNA με ηλεκτρόνια μικρότερης ενέργειας. Αυτό θα άνοιγε το δρόμο για την απεικόνιση μεμονωμένων μορίων, ή ακόμα και μεμονωμένων βάσεων στο μόριο του DNA.
Πηγη
Η διπλή έλικα του DNA διακρίνεται καθαρά στις ηλεκτρονιογραφίες
Πολλά έχουν αλλάξει από τη δεκαετία του 1950, όταν οι επιστήμονες προσδιόρισαν έμμεσα τη δομή του DNA χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ και περίπλοκα μαθηματικά. Τώρα, Ιταλοί ερευνητές παρουσιάζουν το πρώτο άμεσο πορτρέτο της διπλής έλικας σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης.
Τα σύγχρονα ηλεκτρονικά μικροσκόπια μπορούν μεν να διακρίνουν μεμονωμένα βιομόρια, ωστόσο είναι δύσκολο να προετοιμάσει κανείς τα δείγματα αρκετά προσεκτικά ώστε να είναι δυνατή η απεικόνισή τους.
Ο Ένζο ντι Φαμπρότσιο και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο της Γένοβας ξεπέρασαν τα εμπόδια εφαρμόζοντας ένα νέο τρικ: χρησιμοποίησαν ως πρώτη ύλη ένα υδατικό διάλυμα μορίων DNA, στο οποίο εμβάπτισαν μια επιφάνεια από πυρίτιο πάνω στην οποία υπήρχαν τρύπες και προεξοχές μήκους μερικών νανομέτρων.
Οι νανοπροεξοχές είχαν σχεδιαστεί προσεκτικά ώστε να είναι εξαιρετικά υδρόφοβες ώστε να προκαλέσουν την ταχεία εξάτμιση του νερού, αφήνοντας πίσω τεντωμένες ίνες DNA.
Μια ίνα DNA διακρίνεται τεντωμένη ανάμεσα σε δύο νανοπροεξοχές
Στη συνέχεια, το δείγμα τοποθετήθηκε στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έτσι ώστε η δέσμη ηλεκτρονίων να φτάνει μέχρι τις ίνες DNA αφού πρώτα περάσει μέσα από τις τρύπες της επιφάνειας.
Το αποτέλεσμα είναι μια ηλεκτρονιογραφία στην η διπλή έλικα του DNA διακρίνεται σαν ένα είδος μικροσκοπικού τιρμπουσόν.
Στην πραγματικότητα, όμως, η ίνα που διακρίνεται στις εικόνες δεν είναι ένα μεμονωμένο μόριο, αλλά έξι διαφορετικά μόρια DNA τυλιγμένα γύρω από ένα έβδομο μόριο που βρίσκεται στο κέντρο. Όπως εξηγούν οι ερευνητές στην επιθεώρηση Nano Letters, η διάταξη αυτή εμποδίζει τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας να σπάσουν τη διπλή έλικα του DNA.
Πιστεύουν πάντως ότι η μέθοδος μπορεί να βελτιωθεί ώστε να απαθανατίζει το DNA με ηλεκτρόνια μικρότερης ενέργειας. Αυτό θα άνοιγε το δρόμο για την απεικόνιση μεμονωμένων μορίων, ή ακόμα και μεμονωμένων βάσεων στο μόριο του DNA.
Πηγη
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου