In het dagelijkse leven, knipperende lampjes kunnen signalen verzenden, bijvoorbeeld dat een auto gaat draaien. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben kleine "knipperlichten" ontworpen die afzonderlijke moleculen van RNA of eiwit in cellen onthullen op basis van de duur en frequentie van elke flits. Het onderzoek, gepubliceerd in het ACS-tijdschrift Nano-letters , zou wetenschappers in staat kunnen stellen om de locaties van veel verschillende biomoleculen in een cel tegelijkertijd te zien, mogelijk leidend tot betere diagnostiek en behandelingen.

Onlangs, wetenschappers hebben superresolutiemicroscopen ontwikkeld die afzonderlijke moleculen kunnen afbeelden die slechts enkele nanometers groot zijn. Om een ​​specifiek nucleïnezuur of eiwit te onderscheiden, ze voegen meestal een fluorescerende sonde toe die aan dat molecuul bindt en een bepaalde golflengte van licht uitzendt. Echter, omdat de emissiegolflengten van verschillende fluorescerende sondes elkaar kunnen overlappen, onderzoekers kunnen meestal slechts drie of vier unieke eiwitten of nucleïnezuren tegelijk detecteren, in plaats van de duizenden die in cellen bestaan. Ralf Jungmann en collega's vroegen zich af of ze fluorescerende sondes konden gebruiken die knipperen met licht met een variabele duur en frequentie om tientallen biomoleculen tegelijk te detecteren. Op die manier, ze zouden een enkele fluorofoor kunnen gebruiken om veel verschillende moleculen in beeld te brengen.

De onderzoekers baseerden hun systeem op complementaire sequenties van DNA die samenkomen om een ​​fluorofoor te verbinden met een doelwitbiomolecuul en dan weer uit elkaar vallen, het genereren van een knipperend fluorescerend signaal. Door de lengte en het aantal DNA-sequenties die aan het doelwit zijn gebonden te variëren, de onderzoekers konden aanpassen hoe lang het knipperen duurde, evenals hoe vaak knipperingen voorkwamen. Om hun aanpak in cellen te testen, de onderzoekers brachten twee verschillende RNA-moleculen en twee eiwitten in beeld. Vervolgens, ze gebruikten drie fluorescerende sondes om 124 verschillende DNA-structuren af ​​​​te beelden die verschillende aantallen doelwit-DNA's bevatten, zodat ze op verschillende frequenties knipperden. De procedure duurde slechts enkele minuten en had een nauwkeurigheid van 97,6 procent, zeggen de onderzoekers.