ДНК — это важнейшая молекула в жизни, по крайней мере ничего важнее ДНК еще не нашли. Однако разглядеть, что она представляет из себя очень сложно, ширина ее крайне мала, всего 2,2 нм. Для того, чтобы рассмотреть ДНК команда ученых из Стэнфордского Университета создала абсолютно новый подход изучения молекул.
Раньше ДНК рассматривали при помощи маркеров, радиоактивных индикаторов и флуоресцентных красителей. Техника помогала следить за ДНК и выявить ряд основных особенностей, однако такой подход гарантировал крайне низкое разрешение и часть важной информации «осталась за кадром». В дальнейшем к традиционной методике добавился поляризованный лазер позволяющий рассматривать молекулу более точно, определять направленность, силу крепления, и многое другое. Последнее расширение методика получила в 1989 году от химического физика Уильяма Э. Моернера, который возглавляет и современную разработку инновационного подхода.
Новый метод работает при помощи оптического элемента, который называется — электрооптический модулятор. Он моделирует лазерный луч для изменения своей полярности, вместе с полярностью, меняется и передаваемая лазером энергия, и яркость маркеров. Таким образом, ученые могут, например, измерить яркость каждой молекулы и на основании полученных данных выяснить в какую сторону они указывают.
«Маленькие двунаправленные стрелки показывают ориентацию молекулы вдоль нити ДНК», — говорит Моернер: «Информацию сообщает ориентация на местные структуры оснований ДНК, потому что они сдерживают молекулы. Если бы мы не имели этой информации, изображением будет простое пятно».
В Стэнфорде говорят, что новый метод способен измерить даже самые маленькие молекулы за 13 минут, даже при условии, что она будет изгибаться в пределах двадцати градусов. Такой метод позволит рассматривать ДНК уже на другом уровне, поможет выявить изменения или повреждения, а также взаимодействие белков внутри него.
