HÜTBAT Bülten - Tıbbın Geleceği

Hücrenin Fotoğrafını Çekmek:
DNA
Mikroskobu
17. yüzyılda Robert Hooke tarafından keşfedilmesinden bu
yana içinde neler olup bittiğini aydınlatmak, hücrenin biyolojiye
entegre olmuş bir merak konusu ve çalışma alanıdır.
Hücrelerin içerisindeki çeşitli molekülleri araştırmak isteyen
araştırmacılar için bu, ancak yüksek çözünürlükteki ışık ve
elektron mikroskoplarının kullanımıyla mümkün olmaktadır.
Meriç Sena Canözler
Joshua Weinstein ve arkadaşlarının geliştirdiği DNA mikroskobu
tekniği ise hücre içi görüntülemede yeni bir yol gösterici
olarak karşımıza çıkıyor. Hücreyi görüntülemek için kendi
genetik materyalinin kullanıldığı DNA mikroskobu, kimyasal
reaksiyonlara dayanan optik bir düzenek içermeyen bir
görüntüleme yöntemidir ve tam dizi bilgisini korurken aynı
zamanda transkriptlerin uzamsal organizasyonunu ortaya
çıkaran bir hesaplama algoritmasıdır.
DNA mikroskobu çok basamaklı biyokimyasal bir yöntemdir.
Bu yöntemde ilk olarak fikse edilmiş insan hücrelerindeki
mRNA’dan cDNA sentezlendikten sonra bu cDNA’lar,
seçilen mRNA hedeflerine bağlanan ve UMI dizisi (unique
molecular identifier sequence) içeren DNA primerleriyle etiketlenirler.
UMI, ilgilenilen bir mRNA’nın her bir ayrı kopyasını
spesifik olarak etiketleyen rastgele bir dizi etiketidir.
Etiketlenmiş cDNA’lar örtüşme uzantılı PCR (overlap extension
PCR) primerleri ile çoğaltılır. Bu çoğaltmanın iki amacı
vardır:
• Etiketlenmiş her cDNA’nın amplifikasyon bölgesinden
difüze olabilen çokça kopyasını üretmek.
• Aynı fiziksel konumu işgal eden iki farklı etiketli
cDNA’nın hibridizasyonuna izin vermek.
Bu kopyalar biriktikçe orijinal konumlarından uzaklaşmaya
başlar. Gezinmekte olan iki DNA molekülü birbiriyle karşı-
36
Bir hücre kültüründeki bağımsız RNA molekülleri
(renkli noktalar)
laştığında birleşirler ve bu hibridizasyona işaret
eden benzersiz bir DNA etiketi meydana
getirirler. Bu etiketler hücrenin DNA resmini
çekmek için oldukça önemlidir. Eğer iki DNA
molekülü birbirine yaklaşmaya başlarsa, bunların
difüzyon kopyaları sıklıkla birbirine bağlanır
ve birbirlerinden uzaklaşan iki DNA molekülünden
daha fazla etiket üretir. Sonrasında
bir bilgisayar algoritması ortaya çıkan veriyi
yorumlar, DNA moleküllerinin orijinal pozisyonunu
ortaya çıkarır ve hücrenin resmini çekmiş
olur.
Weinstein, bir bakıma, orijinal DNA moleküllerinin
birbirlerine DNA molekülleri biçiminde
mesajlar gönderen radyo kuleleri gibi olduğunu
söylüyor. Böylece araştırmacılar, bir kulenin
yakındaki bir başka kuleyle iletişim kurduğunu