Devrim Yaratan 3D DNA Mikroskopisi, Zebra Balığı Embriyosunda Gen Aktivitesini Haritalandırarak Biyolojik Araştırmaları Dönüştürüyor

Genetik dizileme, genetik kompozisyon ve aktivite hakkında değerli veriler sağlar, ancak bir örnek içindeki genetik dizilerin kesin konumu hakkında bilgi eksikliği vardır. Chicago Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, bu sınırlamaların üstesinden gelen bir teknoloji olan hacimsel DNA mikroskopisini geliştirdiler. Bu yöntem, DNA veya RNA moleküllerini etiketlemeye dayanır ve bitişik etiketler arasındaki etkileşime izin vererek genetik materyalin ve etkileşimlerinin üç boyutlu bir görüntüsünü oluşturur. *Nature Biotechnology*'de yayınlanan yakın tarihli bir yayında, araştırmacılar bir zebra balığı embriyosunun (*Danio rerio*) eksiksiz bir DNA haritasını oluşturarak teknolojiyi gösterdiler. Bu, yalnızca moleküler etkileşimler analizine dayanarak, optik kullanmadan bütün bir organizmanın genomunun ilk eksiksiz üç boyutlu görüntülemesini işaret ediyor. Geleneksel mikroskoplardan farklı olarak, hacimsel DNA mikroskopisi, moleküller arasındaki etkileşimleri hesaplayarak görüntüler oluşturur. İşlem, DNA ve RNA moleküllerine benzersiz moleküler tanımlayıcılar (UMI'ler), kısa DNA etiketleri eklemeyi içerir. Bu etiketler moleküllere bağlanır ve çoğaltılır, bu da her çift etkileşimi için benzersiz tanımlayıcılar üreten bir kimyasal reaksiyona yol açar. Bu etkileşimlerin dizilenmesi ve analizi yoluyla, bir algoritma tüm moleküllerin orijinal uzamsal düzenlemesini yeniden oluşturarak gen ifadesinin üç boyutlu bir haritasını oluşturur. Teknolojinin temel avantajlarından biri, numunenin formatı veya genomu hakkında ön bilgi gerektirmemesidir. Bu, onu tümör dokuları gibi benzersiz, az anlaşılan veya dinamik biyolojik ortamları incelemek için değerli kılar. Hacimsel DNA mikroskopisi, bir tümörün mikro ortamını haritalandırabilir, tümör ve bağışıklık hücreleri arasındaki temel etkileşimleri gösterebilir ve potansiyel olarak hassas immünoterapilerin ve kişiselleştirilmiş aşıların geliştirilmesine yardımcı olabilir. UChicago'da Tıp ve Moleküler Mühendislik Yardımcı Doçenti olan ve DNA mikroskopisi geliştirmeye 12 yıldan fazla zaman harcayan PhD Joshua Weinstein, bir numunenin içinden doğanın bu tür bir görünümünü görebilmenin heyecan verici olduğunu belirtiyor. Biyoenformatik ve bilgi işlem kaynaklarındaki gelişmelerle birlikte, bu teknoloji, üç boyutlu genetik haritalamayı, özellikle kanser ve nadir genetik sendromlar için klinik teşhiste potansiyel uygulamalarla, tıbbi ve bilimsel uygulamanın rutin bir parçası haline getirmeyi vaat ediyor.