Атомно-силовая микроскопия впервые применена учеными для изучения картины метилирования - модификации молекул ДНК, управляющей развитием организма и связанной с возникновением рака. Этот подход может найти применение в медицине при создании новых диагностических методов, пишет журнал Nature Nanotechnology.
Метилирование - процесс присоединения к молекулам ДНК метильных групп CH3 - определяет, какие гены в разных клетках должны работать, а какие - быть «выключенными». Именно оно управляет возникновением новых органов в ходе развития эмбриона. Каждая ткань организма имеет свой уникальный «портрет» распределения метильных групп в ДНК.
Этот процесс связан также с развитием злокачественных опухолей, в которых «молчащие» гены вдруг начинают работать. Поэтому с точки зрения диагностики и прогноза развития заболевания важно знать, какие участки ДНК в раковых клетках разных типов несут на себе метильные «метки», пишет РИА «Новости».
Команда ученых из Австрии и Великобритании приспособила атомно-силовой микроскоп - один из основных инструментов нанотехнологов - для измерения расстояния между 5-метилцитозинами (модифицированными «буквами» генетического алфавита). Для этого биофизики усовершенствовали кантилевер - главный элемент атомно-силового микроскопа, своего рода миниатюрный щуп, с помощью которого прибор «изучает» различные объекты. Исследователи присоединили к кантилеверу молекулу антитела, которое распознавало метильные группы в составе ДНК и связывалось с ними.
Далее ученые измеряли силу взаимодействия между короткими цепочками ДНК и кантилевером в зависимости от расстояния между метильными группами. На основе полученных данных биофизики делали выводы о специфической картине распределения этих «меток» в ДНК.
Такой подход, по мнению ученых, может быть применен в целях медицинской диагностики для анализа множества фрагментов ДНК, например в биочипах. Кроме того, эта методика может быть адаптирована для изучения химических модификаций в других биомолекулах, прежде всего белках.
