DNA显微镜捕获更完整的细胞图片

霍华德休斯医学研究所的科学家们已经开发出一种新的成像方法，可以看到细胞在基因组水平上发生了什么。DNA显微镜使用DNA条形码来帮助确定分子在样品中的相对位置。根据该团队的说法，这是一个全新的显微镜类别，“它不仅仅是一种新技术，而是一种我们以前从未考虑过的事情。”

科学家可以利用DNA显微镜建立细胞图像并同时积累大量的基因组信息，Joshua Weinstein是今天发表在Cell上的论文的第一作者。“这为我们提供了另一层我们无法看到的生物学。”

到目前为止，显微镜分为两大类。光学成像可以提供亚细胞结构和作用的复杂肖像。基于解剖的显微镜可以为科学家提供遗传信息。

新系统不需要昂贵的显微镜或许多花哨的设备。首先，科学家们将实验室中培养的细胞固定在反应室中。然后，他们添加了各种各样的DNA条形码。它们坚持RNA分子，给每个分子一个独特的标签。接下来，该团队使用化学反应来制作每个标记分子的越来越多的副本 - 一个从每个分子的原始位置扩展出来的生长堆。温斯坦和他的同事想要创造一种方法，一次性完成所有这一切 - 拍摄细胞位置的快照，并拼出驱动它的特定基因序列。这种组合对于研究遗传多样性细胞的科学家来说非常重要。Weinstein说，免疫系统就是一个很好的例子。免疫细胞基因可以变化为单个DNA字母。每种变异都可以引发细胞产生的抗体类型的显着变化。当细胞位于组织内时，也可以改变抗体产生。如果你专注于其中一个，“你只能得到部分图片，”他说。

最终，标记的分子与其他标记的分子碰撞，迫使它们成对连接在一起。彼此靠近的分子更容易碰撞，产生更多的DNA对。进一步分开的分子将产生更少的对。

DNA测序仪会拼出样品中每个分子的字母，这需要长达30个小时。团队创建的算法然后解码数据 - 在本文中，数据代表来自每个原始样本的大约5000万个基因序列的DNA字母 - 并将原始数据转换为图像。

“你基本上能够完全重建你在光学显微镜下看到的东西，”温斯坦说。他补充说，这两种方法是互补的。光学显微镜可以很好地看到分子，即使它们在样品中是稀疏的，并且当分子密集 - 甚至堆积在彼此之上时，DNA显微镜也很好。

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