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

Biorefinery and fuels
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Uusiutuvaa polttoainetta biojalostamoiden sivutuotteesta

Ligniinipohjaiset ajoneuvojen ja lentokoneiden polttoaineet ovat nyt askeleen lähempänä markkinoita, kun uudessa EU:n rahoittamassa hankkeessa pyritään kehittämään uusia tuotantomenetelmiä ligniinipohjaisille liikennepolttoaineille.
Kaksi poikaa leikkimässä ilta-auringossa kaupungin viheralueella, jonka keskellä on pieni lampi ja sen ympärillä kiviasetelma.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Kaupunkien viheralueet auttavat ilmastonmuutoksen hillitsemisessä

Aalto-yliopisto on mukana CO-CARBON-tutkimushankkeessa, jossa haetaan keinoja tuoda viheralueiden hiilensidonta mukaan kaupunkisuunnitteluun ja päätöksentekoon.
Researchers. Photo: Unto Rautio
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Patentteja syntyy paljon, kun muutoksen tarve on iso – Aalto-yliopisto neljäs patenttihakemusten määrässä

Aalto-yliopistosta lähtevien patenttihakemusten määrä on viisinkertaistunut vuodesta 2012.
Two white-face sakis sitting on a tree branch and grooming in Korkeasaari Zoo
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat suunnittelivat Korkeasaaren valkopääsakeille videoita näyttävän laitteen

Pikkuapinoiden aktivoimiseksi kehitetty laite näytti niille erilaisia videoita. Apinat saivat itse päättää laitteen käytöstä, mikä lisää niiden hyvinvointia.