NyheterForskning

Ny effektivare metod för att räkna molekyler utvecklad

Published 2011-11-21 00:00. Updated 2014-06-19 11:46This page in English

Forskare vid Karolinska Institutet har utvecklat en ny metod för att räkna molekyler. En grundläggande uppgift inom molekylärbiologin är att kvantifiera mängden av olika sorters RNA- och DNA-molekyler i en cell, eftersom det är dessa molekyler som lagrar och för vidare den genetiska informationen. Förbättrade mättekniker är alltså avgörande för att förstå hur cancerceller respektive normala celler fungerar.

Eftersom det kan vara väldigt svår att spåra små molekyler i en komplex provblandning, brukar man i forskningssammanhang tillverka många kopior av varje molekyl för att förstärka signalen. Ett problem är dock att det är svårt att hålla reda på det exakta antalet ursprungliga molekyler. Det är nämligen praktiskt taget omöjligt att efter kopiering avgöra hur många gånger varje ursprungsmolekyl kopierades. Detta eftersom alla kopior med ursprung i samma typ av molekyl är omöjliga att särskilja från varandra.

I en artikel publicerad i den vetenskapliga tidskriften Nature Methods beskriver forskarna en nyutvecklad metod med vilken varje molekyl på konstgjord väg "individualiseras" på ett sådant sätt att kopiorna som tillverkas från varje unikt original senare kan särskiljas. Molekylerna kan sedan räknas med en ny, storskalig sekvenseringsmetod som kan läsa av miljontals korta DNA-sekvenser samtidigt. Idén bakom denna nya metod är enkel, men möjliggör ändå att man kan räkna det fullständiga antalet molekyler i ett prov, medan många gängse metoder bara kan mäta den relativa skillnaden mellan olika prov.

Professor Jussi Taipales grupp har använt denna nya metod för att samtidigt kunna räkna de tusentals olika typer av budbärar-RNA-molekyler som finns i en cell. Denna nyutvecklade metod visade sig vara mer exakt än den som vanligen används för denna uppgift. Effektiv och pålitlig mätning av mängden budbärar-RNA-molekyler är viktig eftersom det är mängderna av budbärar-RNA som avslöjar vilka gener som är aktiva i de celler man studerar. Professor Taipales grupp studerar reglering av celltillväxt och vill därför förstå inte bara vilka gener som är aktiva i normala celler, men också vilka gener som har en avvikande aktivitetsnivå i cancerceller.

Den nya metoden för att räkna individuella molekyler utvecklades i ett samarbete mellan Jussi Taipales och Sten Linnarssons grupper vid Karolinska Institutet. Metoden har visat sig vara speciellt lämplig för att räkna molekyler från ett litet antal celler. Sten Linnarsson har därför planer på att använda metoden för att räkna molekyler från en enda cell, en mycket spännande och utmanande uppgift. Principen bakom denna nya metod kan också utnyttjas för att förbättra andra viktiga mätmetoder och för att utveckla tekniker som kan möjliggöra en mer exakt sekvensering av cancercellers DNA och andra organismers genuppsättning.

Publikation

Counting absolute numbers of molecules using unique molecular identifiers.
Kivioja T, Vähärautio A, Karlsson K, Bonke M, Enge M, Linnarsson S, et al
Nat. Methods 2011 Nov;9(1):72-4

Molekyler