Microscopia 3D Revolucionária de DNA Mapeia a Atividade Genética em Embriões de Peixe-Zebra, Transformando a Pesquisa Biológica

O sequenciamento genético fornece dados valiosos sobre a composição e atividade genética, mas carece de informações sobre a localização precisa das sequências genéticas dentro de uma amostra. Pesquisadores da Universidade de Chicago desenvolveram a microscopia volumétrica de DNA, uma tecnologia que supera essas limitações. Este método se baseia na marcação de moléculas de DNA ou RNA, permitindo a interação entre marcadores adjacentes para criar uma imagem tridimensional do material genético e suas interações. Em uma publicação recente na *Nature Biotechnology*, os pesquisadores demonstraram a tecnologia criando um mapa de DNA completo de um embrião de peixe-zebra (*Danio rerio*). Isso marca a primeira imagem tridimensional completa do genoma de um organismo inteiro sem usar óptica, baseando-se apenas na análise de interações moleculares. Ao contrário dos microscópios tradicionais, a microscopia volumétrica de DNA cria imagens calculando as interações entre as moléculas. O processo envolve a adição de identificadores moleculares únicos (UMIs), etiquetas curtas de DNA, às moléculas de DNA e RNA. Essas etiquetas se ligam às moléculas e são replicadas, levando a uma reação química que gera identificadores únicos específicos para cada interação de pares. Através do sequenciamento e análise dessas interações, um algoritmo reconstrói o arranjo espacial original de todas as moléculas, criando um mapa tridimensional da expressão gênica. Uma das principais vantagens da tecnologia é que ela não requer conhecimento prévio do formato ou do genoma da amostra. Isso a torna valiosa para estudar ambientes biológicos únicos, pouco compreendidos ou dinâmicos, como tecidos tumorais. A microscopia volumétrica de DNA pode mapear o microambiente de um tumor, mostrando interações importantes entre células tumorais e imunológicas, o que pode ajudar no desenvolvimento de imunoterapias precisas e vacinas personalizadas. Joshua Weinstein, PhD, Professor Assistente de Medicina e Engenharia Molecular na UChicago, que dedicou mais de 12 anos ao desenvolvimento da microscopia de DNA, observa que ser capaz de ver esse tipo de visão da natureza de dentro de um espécime é estimulante. Com os avanços na bioinformática e nos recursos computacionais, essa tecnologia promete tornar o mapeamento genético tridimensional uma parte rotineira da prática médica e científica, com aplicações potenciais no diagnóstico clínico, especialmente para câncer e síndromes genéticas raras.