Uutiset

Aallon ja Karoliinisen instituutin tutkijat kehittivät dna:han perustuvan mikroskopiamenetelmän, joka ei tarvitse lainkaan optiikkaa

Dna-mikroskopia avaa näkymän biologisten molekyylien mikrotasolle ilman kallista ja hankalaa optiikkaa.
Voronoi Mona Lisa
Dna-mikroskopiaa havainnollistetaan renessanssimaalauksella. Kuva artikkelista.

Aalto-yliopiston ja Tukholman Karoliinisen instituutin tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen mikroskopiamenetelmän, jolla nähdään, missä solujen tai kudosnäytteiden kiinnostavat molekyylit sijaitsevat – ilman optiikkaa. Toisin kuin tavanomaiset mikroskopiatekniikat, dna-mikroskopiaksi kutsuttu menetelmä ei perustu valoon vaan dna:n sekvensointiin ja tietokonealgoritmiin. Menetelmän uskotaan yleistyvän laajasti, koska se on monissa tilanteissa paljon perinteistä optista mikroskopiaa helppokäyttöisempi.

"Tekniikalla on suuri potentiaali solutason ilmiöiden tutkimuksessa, ja se myös osoittaa, miten monipuolisesti dna-nanoteknologian menetelmiä voidaan soveltaa. Nanomittakaavan ohjelmoitava materiaali ja tehokkaat algoritmit ovat vahva yhdistelmä”, sanoo professori Pekka Orponen, joka on yksi artikkelin kirjoittajista.

Kehitetty menetelmä mahdollistaa esimerkiksi useiden kohdemolekyylien samanaikaisen etsinnän yhdellä kuvantamisella laajalta näytealueelta, kuten erilaisten vasta-aineiden löytämisen yksittäisen solun pinnalta. Tämän ansiosta voidaan esimerkiksi tutkia, miten tällaiset ”mikroympäristöt” vaikuttavat solun elinkaareen tai sairauden kehittymiseen. Perinteisessä mikroskopiassa kohdemolekyylit täytyy havaita yksi tai enintään muutama kerrallaan, mikä on hidasta ja hankalaa.

Kehitetyssä dna-mikroskopiassa solu- tai kudosnäyte yhdistetään yksijuosteisiin dna-pätkiin, jotka kiinnittyvät tutkittaviin molekyyleihin. Jos halutaan tutkia esimerkiksi tiettyä proteiinia, lyhyitä dna-pätkiä käytetään tämän proteiinin sitomiseen. Näitä dna-tunnistajapätkiä voidaan paikallisesti monistaa ja yhdistää pareiksi entsyymien avulla. Tällöin syntyviin pidempiin dna-juosteisiin tallentuu tietoa kohdemolekyylien sijainnista toisiinsa nähden.

Kun pidemmät dna-juosteet on kasvatettu, dna-jonoihin tallentunut nanotason informaatio molekyylien keskinäisestä sijainnista voidaan lukea modernilla dna-sekvensointitekniikalla. Tutkimuksessa kehitettiin tehokas tietojenkäsittelymenetelmä, jonka avulla tästä tiedosta voidaan rekonstruoida tarkka kuva siitä, miten kohdemolekyylit ovat jakautuneet koko näytteen alueella.

Artikkeli julkaistiin arvostetussa PNAS-tiedejulkaisussa.

Tutkimusta ovat rahoittaneet ruotsalaiset Åke Wibergin säätiö sekä Knut ja Alice Wallenbergin säätiö sekä Suomessa Suomen Akatemia.

Professori Pekka Orponen
Kuva Lasse Lecklin / Aalto-yliopisto

Tekniikalla on suuri potentiaali solutason ilmiöiden tutkimuksessa, ja se myös osoittaa, miten monipuolisesti dna-nanoteknologian menetelmiä voidaan soveltaa, sanoo professori Pekka Orponen.

Lisätiedot

Pekka Orponen

Pekka Orponen

Professori
Tietotekniikan laitos
Tietotekniikan laitos
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Nitin Sawhney standing outdoors with his bike, green grass and trees on the background
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Nitin Sawhneylle Suomen Akatemian rahoitus kriiseistä kertovien tarinoiden analysointiin ja rekonstruointiin

Sawhney toivoo tutkimuksen lisäävän ymmärrystä siitä, miten kriisitarinat syntyvät yhteiskunnassa maailmanlaajuisen pandemian aikana.
Learning Centre graphics
Tutkimus ja taide, Opinnot Julkaistu:

Helsingin Sanomat käytössä vain VPN-yhteydellä

Pääsy Helsingin Sanomien verkkolehden artikkeleihin on muuttunut.
New Cotton Project
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Puuvillalle haastaja

Aalto-yliopisto mukana yhteistyöhankkeessa, jossa luodaan kestävää muotia huipputeknologian avulla.
Blue sea, golden grass and green woods in a view to Laajalahti nature reserve
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Rahoitusta strategiseen tutkimukseen

Suomen Akatemian rahoittamissa hankkeissa tutkitaan kaupunkiviheralueiden merkitystä hiilensidonnassa sekä sotedatan luotettavaa hyödyntämistä.