211service.com
Rozpalanie komórek w 3-D
Rewolucja w mikroskopii świetlnej pozwala naukowcom powiększać struktury, których nigdy wcześniej nie wizualizowano w świetle widzialnym. Nowe techniki mikroskopii super rozdzielczości, opracowywane w kilku laboratoriach, pozwalają naukowcom oglądać struktury, które kiedyś były zbyt małe, aby można je było zobaczyć pod mikroskopem świetlnym, ze względu na nieodłączny limit rozdzielczości narzucony przez długość fali światła.
Korzystając z techniki zwanej PALM, Harald Hess i współpracownicy mogą określić położenie wielu różnych białek błonowych w dwóch wymiarach.
Naukowcy z kampusu badawczego Janelia Farm Research Campus Howard Hughes Medical Institute ogłosili niedawno stworzenie techniki zwanej interferometryczną fotoaktywną mikroskopią lokalizacyjną (iPALM), która pozwala im tworzyć trójwymiarowe obrazy struktur wewnątrz komórek w najwyższej rozdzielczości, jakie można było dotychczas zobaczyć za pomocą mikroskopu optycznego.
Technika, której szczegóły opublikowano niedawno w: Materiały Narodowej Akademii Nauk , dodaje trzeci wymiar do poprzedniego podejścia o nazwie PALM, które wykorzystuje cząsteczki fluorescencyjne, które można włączać i wyłączać, aby rozróżniać szczegóły małych struktur pod mikroskopem świetlnym. Dzięki PALM tylko niewielka część cząsteczek fluorescencyjnych wewnątrz komórki jest włączana w dowolnym momencie, przekształcając mgłę światła w stosunkowo rzadki zestaw jasnych punktów, które można rozdzielić indywidualnie i które ujawniają położenie białek oznaczonych fluorescencyjnym molekuły. Łącząc ze sobą wiele obrazów, naukowcy tworzą kompletny, dwuwymiarowy obraz.
Aby dodać trzeci wymiar do PALM, naukowcy zwrócili się do interferometrii, techniki szeroko stosowanej do pomiaru kątów i odległości w skali mikroskopowej. Światło z cząsteczek fluorescencyjnych w próbce jest przechwytywane od góry i od dołu, a dwie wiązki światła są przesyłane do rozdzielacza wiązki, który kieruje je do trzech różnych kamer. Ilość światła, która dociera do każdej kamery, może być wykorzystana do obliczenia pionowego położenia każdej cząsteczki fluorescencyjnej w próbce. W końcu jesteśmy w stanie określić pozycję cząsteczki we wszystkich trzech kierunkach w odległości mniejszej niż 20 nanometrów, czyli około 10 razy większej od przeciętnego białka, mówi Haralda Hessa , naukowiec Janelia Farm, który kierował badaniem. Kliknij tutaj, aby zobaczyć obrazy struktur komórkowych utworzonych za pomocą iPALM.
Jan Sadat , profesor biochemii i biofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco, mówi, że artykuł jest prawdziwym wyzwaniem w zwiększaniu rozdzielczości mikroskopów świetlnych. Dodaje jednak, że jednym z kompromisów związanych z wykorzystaniem tak wysokiej rozdzielczości przestrzennej do obrazowania biologicznego jest to, że obecnie wymaga ona uśmiercania i chemicznego utrwalania komórek, więc nie może rejestrować zdarzeń w czasie rzeczywistym. Jak mówi Sedat, wyzwaniem w tej dziedzinie jest połączenie postępów w rozdzielczości przestrzennej z obrazowaniem żywych komórek w czasie rzeczywistym.
Gleb Shtengel, jeden z liderów nowej techniki, mówi, że chociaż czas potrzebny na połączenie wielu zdjęć utrudnia uchwycenie szybko zmieniających się wydarzeń za pomocą iPALM, planujemy rozszerzyć ją o obrazy na żywo z komórek o wolniejszych wydarzeniach.