La mayoría de los microscopios sólo pueden iluminar objetos hasta un cierto tamaño antes de que las características más pequeñas se desdibujen. Esta opacidad se llama límite de difracción de la luz. Sin embargo, las técnicas de imágenes de superresolución pueden distinguir entre pequeñas características biomoleculares, especialmente cuando se minimizan las fluctuaciones térmicas.
Utilizando técnicas de imagen de última generación y control preciso de microfluidos para estirar el ADN rizado en línea recta, la investigación, publicada esta semana por AIP Publishing en AIP Advances, minimiza el ADN para permitir un análisis detallado. fluctuaciones térmicas.
“La inmovilización de la molécula esencialmente la adhiere al sustrato, evitando cualquier movimiento debido a las fluctuaciones térmicas”, dijo el autor principal, Noki Azuma. “Las imágenes de súper resolución a menudo requieren sólo segundos o minutos para adquirir una imagen. Durante este tiempo, las fluctuaciones térmicas (vibraciones aleatorias causadas por la energía térmica de las moléculas) dan como resultado imágenes borrosas y la resolución del fondo disminuye”.
Los investigadores intentaron anteriormente estirar un extremo de una molécula de ADN, pero descubrieron que las fluctuaciones térmicas aún podían causar movimiento y borrosidad.
“El estiramiento del ADN se refiere al proceso de estirar una sola molécula de ADN, que originalmente está enrollada en línea recta en una bobina aleatoria”, dijo Azuma. “La longitud y estructura de una molécula de ADN, su secuencia de bases específica y sus interacciones con las proteínas deben separarse para un análisis detallado”.
Azuma y sus colegas de la Universidad de Nagoya experimentaron formas de desatar una molécula de ADN aplicando presión a un líquido que fluye en un canal, y el flujo presurizado proporcionaba una fuerza de corte que desnaturalizaba la molécula. Descubrieron que controlar la velocidad del flujo de líquido ayudó a ajustar la fuerza de corte y permitió un ajuste preciso de la relación de estiramiento del ADN.
Controlar la relación de estiramiento fue un factor importante para un análisis preciso. En el proceso, también utilizaron una sustancia química especial que crea un enlace químico entre el ADN y el sustrato de vidrio para “pegar” la molécula de ADN en su lugar.
“Aunque todavía no es posible visualizar directamente pares de bases individuales, estos métodos permiten una precisión mucho mayor en la observación de estructuras a escala molecular”, dijo Azuma. “Planeamos mejorar estos métodos para lograr una mayor fidelidad en la difusión e inmovilización de moléculas de ADN para un análisis más preciso”.
