Første billede af en fri DNA-streng
Det er gammel viden, at alle levende celler styres af DNA – men nu kan man for første gang se strengen frit, uden forstyrrende baggrund.

Det italienske forskerhold har haft held med at frigøre DNA-strenge fra celler og udspænde dem mellem to søjler på en plade. Når den hænger frit, som en slags hængebro, kan forskerne studere den i detaljer, uden at blive generet af en irriterende baggrund. (Foto: Enzo Di Fabrizio)

Det italienske forskerhold har haft held med at frigøre DNA-strenge fra celler og udspænde dem mellem to søjler på en plade. Når den hænger frit, som en slags hængebro, kan forskerne studere den i detaljer, uden at blive generet af en irriterende baggrund. (Foto: Enzo Di Fabrizio)

Hver eneste kropscelle har den, hver eneste celle bliver styret af den, hver eneste celle lider under det, hvis den bliver defekt.

DNA-strengen rummer arvematerialet til alle levende celler. Arvematerialet består af en slags små programmer, der dikterer kroppens celler, hvordan de skal fungere og agere. Derfor har det fået en hel del opmærksomhed, siden den schweiziske kemiker Johann Friedrick Miescher i 1869 forudsagde, at vores arvemateriale, DNA, er lagret i en tostrenget, snoet, struktur. Beskrivelsen af DNAs struktur kulminerede i 1953, da James D. Watson og Francis Crick foreslog DNA-dobbeltspiral-strukturen på grundlag af tidligere kemiske og fysiske undersøgelser.

Siden da er DNA-strukturens struktur blevet kortlagt ved hjælp af scanningsmetoder, som f.eks. røntgenkrystallografi, hvor røntgenstråling tæppebomber DNAet med stråling, der bliver reflekteret og siden opsamlet. Ved at trække det reflekterede lys gennem en avanceret matematisk analyse har det kunnet lade sig gøre inddirekte at skabe et billede af strukturen.

En to-trins-raket

Teknikken har den svaghed, at man skal fortolke lyset ved hjælp af matematik, der i princippet kan være fejlbehæftet. Derfor kan man ikke stole 100 procent på, at billederne faktisk afbilder en DNA-streng, som den rent faktisk ser ud. En anden svaghed ved de eksisterende billeder er, at de er taget af DNA, som en del af en celle - den stråling, billedet er skabt af, kan derfor meget vel have delelementer med fra baggrunden, som i virkeligheden ikke er en del af selve strengen. 

Zoomer man ind på tråden, kan man se, at den er sammensat af bundter af DNA-strenge. (Foto: Enzo Di Fabrizio)

Begge problemer har et italiensk forskerhold, under ledelse af professor i fysik Enzo Di Fabrizio fra det italienske Universita' degli Studi "Magna Graecia" di Catanzaro, nu løst ved at kombinere to forskellige teknikker.

  • Først har forskerne udvundet DNA fra cellerne og placeret det oven på en plade, fri for den forstyrrende baggrund.
  • Dernæst har de afbildet DNA-strengens overflade ved hjælp af en velkendt metode kaldet elektronmikroskopi, der går ud på at beskyde overfladen med elektroner og skabe et billede ud fra de partikler, der kommer ud på den anden side.

Postdoc Folmer Fredslund fra laboratoriet 'The MAX IV Laboratory' på Lunds Universitet i Sverige ser store perspektiver i teknikken.

»Det er meget lettere at bruge elektronmikroskopi end røntgenkrystallografi, fordi man med elektronmikroskopien kan se direkte ind på DNA-strengen, der ligger mellem to prøveplader uden forstyrrende baggrund. Det kan sammenlignes med at studere en bakterie direkte gennem et mikroskop. Med røntgenkrystallografi er det langt mere omstændeligt at 'affotografere' DNA'et, fordi man skal udtage dele af en DNA-streng og sætte elementerne ind i krystallisk struktur for at kunne studere dem inddirekte,« siger Folmer Fredslund, der selv har specialiseret sig i røntgenkrystallografimetoden. 

Billedet, og hvad man hive ud af det, er netop publiceret i en videnskabelig artikel i det anerkendte tidsskrift NanoLetters.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs her om, hvordan forskerne tog billedet af atomerme.