p Uma equipe de cientistas que trabalha na Universidade de Bristol desenvolveu um novo microscópio de nanomapeamento - movido a laser e ótica encontrados em um reprodutor de DVD típico. p A nova tecnologia está sendo usada para transformar a maneira como as mutações genéticas causadoras de doenças são diagnosticadas e descobertas.

p Este microscópio mapeia centenas de moléculas de DNA com código de barras quimicamente a cada segundo, em uma técnica desenvolvida em colaboração com uma equipe de cientistas dos EUA liderada pelo professor Jason Reed, da Virginia Commonwealth University.

p A equipe do professor Reed usa CRISPR-Cas9 para rotular as moléculas de modo que possam ser mapeadas quase tão precisamente quanto o sequenciamento de DNA, enquanto também processa grandes seções do genoma em um ritmo muito mais rápido.

p Usando componentes de DVD disponíveis no mercado, a equipe de Bristol sobrecarregou seu microscópio de força atômica (AFM) para habilitá-lo a mapear fisicamente os comprimentos de moléculas de DNA individuais com uma resolução de dezenas de pares de bases a taxas de centenas por segundo.

p Este aumento de velocidade sem precedentes permite que este método de código de barras de DNA seja usado para diagnósticos do mundo real pela primeira vez.

p Os cientistas da IBM chegaram às manchetes em 1989 quando desenvolveram a tecnologia AFM e usaram uma técnica relacionada para reorganizar as moléculas no nível atômico para soletrar 'IBM'.

p AFM atinge esse nível de detalhe usando uma caneta microscópica - semelhante a uma agulha em um toca-discos - que mal faz contato com a superfície do material que está sendo estudado.

p A interação entre a caneta e as moléculas cria a imagem. Contudo, O AFM tradicional é muito lento para aplicações médicas e, por isso, é usado principalmente por engenheiros na ciência dos materiais.

p O microscópio mede moléculas únicas de DNA com resolução subatômica enquanto cria imagens de até um milhão de pares de bases. E faz isso usando uma fração da quantidade de amostra necessária para o sequenciamento de DNA, reduzindo drasticamente o tempo de medição.

p Dr. Oliver Payton, da Escola de Física da Universidade de Bristol, co-inventou o microscópio de nanomapeamento. Ele disse:"Usando o mecanismo de focagem a laser encontrado em cada DVD player, construímos um microscópio que tem a resolução e a velocidade para medir cada molécula na superfície da amostra em 3-D.

p "Embora outros tipos de microscópio tenham a resolução de ver essas moléculas de DNA, eles são milhares de vezes mais lentos e levaria anos para fazer um diagnóstico confiável.

p "Nosso microscópio não é apenas perfeito para essas aplicações médicas, mas por causa dos componentes do reprodutor de DVD prontamente disponíveis, ele pode ser produzido em massa. "

p O CRISPR ganhou muitas manchetes recentemente no que diz respeito à edição de genes. CRISPR é uma enzima que os cientistas foram capazes de "programar" usando o ácido ribonucléico (RNA) para cortar o DNA em locais precisos que a célula então repara por conta própria.

p O engenhoso método de código de barras químico desenvolvido pela equipe do professor Reed altera as condições da reação química da enzima CRISPR de modo que ela apenas adere ao DNA e não o corta de fato.

p Ele disse:"Como a enzima CRISPR é uma proteína fisicamente maior do que a molécula de DNA, é perfeito para este aplicativo de código de barras.

p "Ficamos surpresos ao descobrir que este método é quase 90 por cento eficiente na ligação às moléculas de DNA. E porque é fácil ver as proteínas CRISPR, você pode identificar mutações genéticas entre os padrões de DNA. "

p Para demonstrar a eficácia da técnica, pesquisadores mapearam translocações genéticas presentes em biópsias de linfonodos de pacientes com linfoma.

p As translocações ocorrem quando uma seção do DNA é copiada e colada no local errado do genoma. Eles são especialmente prevalentes em cânceres do sangue, como o linfoma, mas também ocorrem em outros tipos de câncer.