Čeští vědci jako první na světě zobrazili strukturu chromozomu v přirozeném stavu
Čeští vědci ukázali světu skutečnou podobu chromozomu, tedy buněčné struktury obsahující DNA. Odborníky přitom překvapilo, že vypadá jinak, než se dosud domnívali.
Převratný objev umožnila zobrazovací metoda, kterou vyvinula brněnská skupina Environmentální elektronové mikroskopie Ústavu přístrojové techniky Akademie věd. Metoda dostala označení A-ESEM neboli pokročilá environmentální rastrovací elektronová mikroskopie a podle svých tvůrců otevírá zcela nové možnosti zkoumání neživé, ale především živé hmoty.
Její možnosti pak brněnský tým otestoval ve spolupráci s olomouckým pracovištěm Ústavu experimentální botaniky AV ČR. Odborníci se společně pokusili prozkoumat chromozomy, tedy mikroskopické struktury, v nichž je uložena základní genetická informace rostlin či živočichů. A pro svůj test zvolili chromozomy ječmene.
Smyčky a výběžky
Rastrovací elektronová mikroskopie dovoluje zobrazit prostorovou strukturu materiálů s rozlišením až miliontiny milimetru. Vzorky se však pozorují ve vakuu, což vyžaduje speciální úpravu chemikáliemi, sušením, mrazením či pokovováním. Takové ošetření znemožňuje pozorování živých vzorků, a navíc se může zkoumaný materiál popsaným postupem poškodit.
Právě proto se vědci dosud domnívali, že chromozom – popisovaný jako válečky ve tvaru písmene X – má hladký povrch. Všechny dostupné metody zobrazení totiž vyžadovaly zmiňované úpravy, které mimořádně citlivý povrch chromozomů narušily. Novinka v podobě A-ESEM ovšem odhalila, že jej pokrývají četné výběžky a smyčky chromatinových vláken o průměrné délce kolem třiceti nanometrů.
Dvojí úspěch
Přínos metody spočívá v možnosti zkoumat prakticky všechny živé vzorky v přirozeném stavu, ať už jde o drobné živočichy, houby, plísně, roztoče, proteiny, bakterie, či dokonce viry. Kromě toho dovoluje A-ESEM sledovat jejich dynamické proměny v důsledku změn teploty, vysychání, chemických reakcí a podobně. Podle autorů se jedná o nejuniverzálnější ze všech metod elektronové mikroskopie: Je dokonce rychlejší, levnější a vhodnější pro studium změn biologických vzorků než mikroskopie kryoelektronová, oceněná v roce 2017 Nobelovou cenou.
Převratné je však také odhalení povrchové struktury chromozomů. Zmíněný objev vědcům umožní lépe pochopit a identifikovat poruchy v jejich uspořádání, jež u lidí způsobují dědičné choroby a například u zemědělských plodin vedou ke sníženým výnosům. Nové poznatky by tak mohly přispět k vývoji pokročilejších léčebných metod či k vyšlechtění kvalitnějších a odolnějších plodin.
