Sonde fluorescenti mostrano con maggiore precisione il ripiegamento del DNA nelle cellule viventi

Un gruppo di ricercatori guidato dal Centro di regolazione genomica di Barcellona ha sviluppato sonde fluorescenti che rivelano come il DNA si compatta e si muove all'interno delle cellule viventi. Le molecole, chiamate HoTs, hanno prodotto immagini con una risoluzione di 20 nanometri nelle cellule vive e localizzato singole molecole di colorante con una precisione di tre nanometri in cellule di laboratorio conservate, un valore vicino alla larghezza del DNA stesso.

Le sonde attraversano le membrane cellulari, si legano al DNA e passano autonomamente da stati fluorescenti a stati non fluorescenti. Microscopi avanzati possono localizzare separatamente le molecole che emettono luce in modo intermittente, per poi combinarne le posizioni mediante elaborazione informatica e ottenere un'immagine dettagliata. Nelle cellule viventi, il metodo evita le sostanze chimiche aggressive e la luce laser intensa richieste da molte tecniche esistenti a singola molecola.

Applicate a sezioni di tessuto intestinale di tre persone con tumore, le sonde hanno mostrato che il DNA nelle cellule tumorali era meno compatto e più disperso rispetto a quello del tessuto sano adiacente. Il risultato era coerente con ricerche precedenti, ma lo studio non ha stabilito perché avvenga questo cambiamento né lo ha validato come parametro diagnostico.

In un test separato, un sistema di intelligenza artificiale ha distinto cellule cutanee vive da cellule staminali con un'accuratezza del 96-98%, analizzando le diverse configurazioni di ripiegamento del loro DNA. Le sonde marcano l'intero genoma anziché geni specifici, ma il lavoro, pubblicato su Molecular Cell, offre un nuovo modo di studiare l'architettura della cromatina in movimento.