““DNA显微镜”为像细胞提供了全新的方法”

显微镜再次被彻底改造了。

以前，科学家们用光、x光和电子对准组织和细胞。 今天，科学家们可以在整个大脑中跟踪线状神经纤维，也可以看到活老鼠的胚胎让人联想到基本的心脏跳动细胞。

但是，用这些显微镜看不到的一件事是，基因组水平的细胞发生了什么？

现在，生物物理学家joshua weinstein及其同事发明了一种以前流传的成像方法，叫做dna显微镜，可以做到这一点。 该小组采用了dna条形码，有助于明确分子在样本中的相对位置，而不是依赖光(或任何类型的光学设备)。

weinstein表示，通过dna显微镜，科学家们可以构建细胞图像，积累大量的基因组新闻。 这提供了我们看不见的另一个层次的生物学。

weinstein，霍华德·休斯医学研究所( hhmi )研究员aviv regev和分子生物学家张峰，当选为hhmi研究员，在2019年6月20日的cell杂志上报道了这项工作。

这是一个新的显微镜类别，regev说。 这不仅仅是一种新技术，也是我们从未想过的事件。

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迄今为止，显微镜分为两类。 第一个是基于光学； 例如，光学显微镜可以追溯到17世纪，依赖可见光照射样品。 科学家们已经对这种做法感到不满，超出了可见光谱。 电子显微镜、荧光显微镜、光学片显微镜¬； 都是根据样品发射光子和电子的原理，用显微镜检测发射。

二是根据显微镜定义的位置解剖样本。 然后，计算机程序将各解剖片段与完美样本的完整图像相连。 光学图像可以提供亚细胞结构和作用的许多复杂的肖像画。 基于解剖的显微镜可以为科学家提供遗传新闻。

韦恩斯坦和麻省理工的同事希望不要重复一次拍摄细胞位置的快照，然后制作驱动它的特定基因序列的做法。

这个组合对研究遗传多样性细胞的科学家很重要。 weinstein说，免疫系统是一个很好的例子。 免疫细胞基因可以转化为单一的dna文字。 每种变异都会引起细胞产生的抗体类型的显着变化。 细胞在组织内的情况下，也可以改变抗体的产生。

他说，如果集中精力的话，只能得到照片的一部分。

这是如何起作用的[/s2/]

据regev称，捕捉完整的细胞图像不需要昂贵的显微镜和多种华丽的设备。 首先要开始的只有标本和移液管。

首先，科学家们将实验室培养的细胞固定在反应室。 然后，他们添加了各种各样的dna条形码。 它们多次重复rna分子，给每个分子贴上独特的标签。 接下来，该团队将利用化学反应制作各标记分子的更多拷贝。 从各分子的原始位置扩展的持续生长的堆。

把每个分子描绘成向外传播自己信号的电波塔，温斯顿说。

最终，被标记的分子会与其他被标记的分子发生碰撞，被迫成对连接。 彼此接近的分子更容易碰撞，产生越来越多的dna对。 更远的分子会产生更少的对。

dna测序仪会拼写样本中各分子的文字。 这需要30个小时。 小组编制的算法对数据进行解码。 在本文中，数据代表来自每个原始样本的约5000万个基因序列的dna字符，并将原始数据转换为图像。

基本上可以完全重建用光学显微镜看到的东西。 温斯顿说。

他补充说，这两种做法是相辅相成的。 光学显微镜可以很好地观察分子，即使它们稀疏在样品中，dna显微镜在分子密集时也很好，相互堆积。

有一天，dna显微镜认为科学家可以加速免疫疗法治疗的迅速发展，帮助患者的免疫系统对抗癌症。 他说，这种做法有可能潜在地识别出最适合特定癌症细胞的免疫细胞。

据张氏介绍，每个细胞都有独特的dna文字和基因型。 通过从研究的分子直接捕获新闻，dna显微镜开发了将基因型与表现型相结合的新方法。

regev补充说，这种显微镜的可能性是开放的。 我们希望那个能刺激想象力。 人们会被我们从未想过的伟大创造力所激发。

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