Биологи научились «подсвечивать» ДНК

Швейцарские ученые реализовали многих молекулярных биологов — они разработали специальный состав, который заставляет молекулы ДНК светиться и подсвечивать всю клетку, не нарушая ее жизнедеятельности, что позволит ученым раскрыть многие тайны жизни, говорится в статье, опубликованной в Nature Communications.

"Создание этого красителя, SiR-Hoechst, приближает нас к осуществлению главной задачи микроскопии — наблюдению за жизнью и чудесами природы, не нарушая при этом их жизни и естественного течения", — заявил Кай Джонсон (Kai Johnson) из Федеральной политехнической школы Швейцарии в Лозанне.

Как объясняет Джонсон, сегодня биологи используют целое множество светящихся меток, способных присоединяться к молекулам ДНК, белков и прочих компонентов клеток и «подсвечивать» их, позволяя ученым изучать внутреннюю структуру микромира.

У всех этих флуоресцентных меток есть один ключевой недостаток — их невозможно использовать для опытов с живыми тканями и клетками. Это обусловлено двумя причинами — токсичностью таких составов, а также тем, что для работы этих красителей используется или ультрафиолет, или просто синий свет, которые очень быстро разрушают клетки и необратимо повреждают ДНК.

Биотехнологи из Федеральной политехнической школы смогли ликвидировать оба этих недостатка, соединив два вещества — красный краситель родамин, нетоксичная версия которого была создана в лаборатории Джонсона, и флуоресцентное вещество бисбензимид, обычно реагирующее на лучи синего цвета.

Их соединение — краситель SiR-Hoechst, как назвали его ученые, лишено недостатков своих прародителей — оно не токсично по своей природе, реагирует на красный, а не на синий свет, и светится только тогда, когда его молекулы присоединяются к спирали ДНК.

Последнее свойство является немаловажным «бонусом», так как оно позволяет использовать данную краску для наблюдений за клетками в очень высоком разрешении, что невозможно делать в случае с обычными флуоресцентными красителями.

Как показали эксперименты на культурах раковых клеток, SiR-Hoechst почти не влияет на работу клеток и не вызывает разрушений даже при очень длительных непрерывных наблюдениях. По словам ученых, помеченные им клетки оставались живыми даже через сутки после начала их облучения красным лазером.

Убедившись в безопасности краски для отдельных клеток, ученые перешли к финальному эксперименту — они пометили при помощи SiR-Hoechst клетки кожи в зародыше мушки-дрозофилы, что позволило им проследить за тем, как они делились, и что происходило с нитями ДНК во время этого процесса. Как надеются Джонсон и его коллеги, данная краска поможет ученым раскрыть многие другие тайны жизни одиночных клеток и тканей, и понять, как вирусы и прочие патогены проникают в клетки и размножаются в них.