Pode ser a estrutura mais famosa da biologia, mas foi só há alguns anos que o biofísico Enzo di Fabrizio e seus colegas obtiveram as primeiras imagens diretas da dupla hélice do DNA com um microscópio eletrônico.

Agora, di Fabrizio e seu grupo de laboratório na KAUST aprimoraram sua técnica inovadora, ajustando o protocolo para torná-lo mais simples e rápido.

"É uma alternativa eficiente e de alto rendimento às técnicas mais convencionais, "diz Monica Marini, pós-doutorado no laboratório de di Fabrizio e primeiro autor do novo estudo.

A imagem que ajudou Watson e Crick a decifrar a estrutura em forma de saca-rolhas do DNA, 65 anos atrás, foi tirada usando uma técnica chamada cristalografia de raios-X, que envolve o espalhamento de radiação eletromagnética de átomos em uma forma cristalizada de DNA. Por décadas, essa era a única maneira de obter representações em 3-D dos blocos de construção da vida.

Mas essas fotos eram apenas abstrações, baseado em interpretações de raios X difratados. Não eram fotos verdadeiras. E não foi até 2012, quando di Fabrizio, de volta à sua Itália natal, produziu a primeira imagem direta do DNA - que os pesquisadores obtiveram uma imagem fiel da dupla hélice.

Di Fabrizio mudou-se para a KAUST em 2013, e ao longo dos últimos cinco anos, seu grupo tem melhorado continuamente e desenvolvido o protocolo de imagem original, que envolveu microscopia eletrônica de transmissão (TEM), uma técnica na qual os elétrons são transmitidos ao filme fotográfico.

Seu método envolve espalhar gotículas minúsculas de fluido contendo DNA em placas de silício gravadas com minúsculos pilares cilíndricos e orifícios. À medida que as gotas secam, o DNA se estende através do leito microscópico de pilares, criando carretéis de linha interconectada.

Anteriormente, A equipe de Di Fabrizio aplicou TEM para capturar imagens das fitas de DNA diretamente. Mas agora, eles também realizaram uma análise de difração mais direta dos feixes TEM - criando assim um experimento bastante semelhante, em termos de princípios físicos, ao feito pelos cientistas que descobriram a estrutura do DNA, "diz Andrea Falqui, outro membro do corpo docente da KAUST que colaborou com di Fabrizio em trabalhos anteriores.

Como mostram di Fabrizio e Marini, esta abordagem baseada na difração produziu imagens que mediam a distância entre os degraus da escada do DNA com a mesma precisão que as imagens diretas de TEM. Agora, os pesquisadores planejam usar esta técnica para obter imagens de arranjos mais complexos de DNA. Por exemplo, eles querem olhar para o DNA quando ele está interagindo com proteínas, drogas ou metais pesados.

Todas essas interações "podem causar variações na conformação original da dupla hélice, "Marini diz, e logo eles devem ter a evidência fotográfica para ver essas mudanças em detalhes.