Ova nova metoda moćna mikroskopska tehnika omogućuje istovremeno sekvenciranje DNK pojedinačne stanice i određivanje lokacije njezinih proteina s visokom rezolucijom - sve bez potrebe za otvaranjem stanice i vađenjem njezinog sadržaja. Prikaz DNK i proteina unutar intaktnih stanica pruža ključne informacije o tome kako te molekule rade zajedno.

Razvojni programeri metode već su je upotrijebili za proučavanje kako starenje može promijeniti način na koji proteini u jezgri komuniciraju s kromosomima. Kako tijelo stari, otkrili su, promjene u tim nuklearnim proteinima koji mogu potisnuti aktivnost gena.

Pristup bi mogao biti osobito koristan istraživačima koji proučavaju kako se DNK omotava oko proteina i ubacuje u jezgre stanica - i kako položaj gena može utjecati na njihovu aktivnost. DNK možemo zamisliti kao linearni niz informacija koji se mora zgnječiti i organizirati unutar stanične jezgre veličine 5 mikrona, kaže Jason Buenrostro, genetičar sa Sveučilišta Harvard, i autor preprinta. Postoji mnogo informacija o tome kako se to sklapanje događa.

Kako bi izvukli tu informaciju, Buenrostro i njegovi kolege pomiješali su dvije prethodno objavljene metode. Jedan hrani stanicu posebnim enzimom za kopiranje DNK, zajedno s nizom fluorescentno obilježenih komponenti DNK koje se, jedna po jedna, ugrađuju u rastuće DNK niti. Očitavanjem sekvence u kojoj su dodane fluorescentne oznake, istraživači mogu odrediti sekvencu fragmenata genoma.

Istraživači već dugo znaju kako označiti proteine ​​oznakama kako bi pratili njihovu lokaciju. Ali razlučivost svjetlosne mikroskopije ograničena je valnom duljinom svjetlosti, što otežava razlikovanje fluorescentno označenih niti DNK ili proteina koji su vrlo blizu. To predstavlja poseban problem u uskim granicama jezgre.

Stoga je tim dodao još jednu metodu koja se zove ekspanzijska mikroskopija. Ova se tehnika oslanja na gel koji prodire u stanice, a zatim bubri kada upije vodu. Kako se gel širi, on gura molekule dalje jednu od druge, što olakšava razlikovanje jedne proteinske molekule od druge.

Spajanje dviju metoda omogućilo je Buenrostrovom timu da proučava interakcije između proteina i gena u stanicama ljudi s Hutchinson-Gilfordovim progerijskim sindromom, genetskim stanjem koje rezultira preranim starenjem. Ovo stanje je uzrokovano mutacijama u proteinima koji se nazivaju lamini, a koji se obično nalaze na periferiji staničnih jezgri. Istraživači su potvrdili prethodne rezultate koji sugeriraju da kod osoba s progerijom ti abnormalni lamini ulaze u unutrašnjost jezgre, gdje izgleda mijenjaju tipičan raspored kromosoma i potiskuju aktivnost gena. Slične abnormalnosti bile su prisutne u stanicama kože 92-godišnjeg donora koji nije imao progeriju.