Наномикроскопия позволяет точно локализовать молекулы РНК в мозге

Инженеры MIT разработали метод визуализации молекул матричной РНК (mRNA) в интактных тканях с более высоким разрешением, чем раньше. Это позволяет точно картировать расположение РНК внутри клеток.

Ключевой элемент новой техники — физическое увеличение образца ткани перед визуализацией. Это позволяет получать изображения очень высокого разрешения с помощью обычных лабораторных микроскопов.

"Теперь мы можем визуализировать РНК с высокой пространственной точностью благодаря процессу экспансии, и делать это легче в крупных интактных тканях", — говорит Эд Бойден, старший автор статьи в Nature Methods от 4 июля 2016 года.

Изучение распределения РНК в клетках поможет понять, как клетки контролируют экспрессию генов, и исследовать болезни, связанные с нарушением транспорта РНК.

Более простой процесс

Основу метода составляет техника микроскопии с расширением ткани (expansion microscopy, ExM), описанная командой ранее для визуализации белков. В новой работе, представленной в Nature Biotechnology 4 июля, используется доступное коммерческое соединение AcX для привязки мишеней (белков или РНК) к гелю перед перевариванием ткани.

"Это позволяет использовать готовые компоненты и легко интегрировать метод в существующие рабочие процессы", — отмечает аспирант Пол Тиллберг. Сканирование образца ткани размером 500×500×200 микрон занимает около часа. Метод работает для тканей мозга, поджелудочной железы, легких и селезенки.

Визуализация РНК

В статье в Nature Methods модифицированная молекула AcX используется для привязки к гелю всей РНК в образце, что сохраняет её исходную локализацию. После расширения ткани специфические молекулы РНК метятся с помощью классического метода fluorescence in situ hybridization (FISH).

Это позволяет в высоком разрешении и в 3D визуализировать расположение конкретных РНК в крупных образцах тканей. Такая точность откроет возможности для исследования многих вопросов, например, как нейроны быстро меняют силу синаптических связей для формирования памяти. Метод поможет определить, какие именно молекулы РНК находятся рядом с синапсами в готовности к трансляции в белки.

Лаборатория Бойдена также планирует использовать технологию для трассировки нейронных связей и классификации подтипов нейронов на основе экспрессии генов.