qPAINT: новый метод для подсчёта биомолекул внутри клеток
Многие биологические и патологические процессы зависят не просто от наличия или функции белков и нуклеиновых кислот, а от тонких изменений в их количестве в конкретных участках клетки. Несмотря на прогресс в супер-разрешающей микроскопии, точный подсчёт молекул оставался сложной задачей.
Исследователи из Института Висса разработали решение — метод qPAINT (quantitative Points Accumulation for Imaging in Nanoscale Topography). Он расширяет возможности ранее созданных платформ DNA-PAINT и Exchange-PAINT для точного количественного анализа. Метод описан в выпуске Nature Methods от 28 марта.
Принцип работы
Основой технологии является программируемое взаимодействие двух коротких цепей ДНК:
- "Стыковочная цепь" (docking strand) — прикрепляется к целевой молекуле.
- "Цепь-визуализатор" (imager strand) — несёт флуоресцентную метку.
Ключевая особенность — транзиентное (кратковременное) связывание этих цепей. Частота "мигания" флуоресцентного сигнала при связывании и диссоциации строго запрограммирована. qPAINT анализирует увеличение этой частоты, чтобы определить точное количество мишеней в конкретной клеточной локализации, даже без необходимости пространственного разрешения каждой молекулы в отдельности.
Преимущества метода
- Высокая точность подсчёта: Позволяет игнорировать проблемы, присущие обычным флуоресцентным красителям, такие как сложное моделирование фотофизических свойств и фотовыцветание (photobleaching).
- Универсальность: Метод можно интегрировать с широким спектром реагентов для детекции, например, с антителами, специфичными к белкам клеточной поверхности, ядерной мембраны или нервных окончаний, или с ДНК-зондами для подсчёта матричных РНК (mRNA).
- Доступность: Не требует дорогостоящего супер-разрешающего микроскопа и может быть использован в большинстве биологических и клинических лабораторий.
Значение
qPAINT добавляет количественную аналитическую мощь к простой и недорогой платформе микроскопии, позволяя исследователям изучать, как изменения в количестве молекул в специфических участках клетки влияют на клеточную сигнализацию и функцию.