Šūnu izgaismošana 3D formātā

Gaismas mikroskopijas revolūcija ļauj zinātniekiem tuvināt struktūras, kas nekad agrāk nebija vizualizētas ar redzamu gaismu. Jaunas superizšķirtspējas mikroskopijas metodes, kas tiek izstrādātas vairākās laboratorijās, ļauj zinātniekiem aplūkot struktūras, kas kādreiz bija pārāk mazas, lai tās varētu redzēt gaismas mikroskopā, ņemot vērā gaismas viļņa garuma noteikto izšķirtspējas ierobežojumu.

Izmantojot metodi, ko sauc par PALM, Haralds Hess un kolēģi var precīzi noteikt daudzu dažādu membrānas proteīnu pozīcijas divās dimensijās.

Zinātnieki Hovarda Hjūza Medicīnas institūta Janelia Farm Research Campus nesen paziņoja par tādas tehnikas izveidi, ko sauc par interferometrisko fotoaktivēto lokalizācijas mikroskopiju (iPALM), kas ļauj viņiem izveidot trīsdimensiju attēlus no šūnām esošajām struktūrām ar augstāko izšķirtspēju, kas līdz šim redzēta ar optisko mikroskopu.

Tehnika, kuras detaļas nesen tika publicētas Proceedings of the National Academy of Sciences , pievieno trešo dimensiju iepriekšējai pieejai, ko sauc par PALM, kurā tiek izmantotas fluorescējošas molekulas, kuras var ieslēgt un izslēgt, lai gaismas mikroskopā atrisinātu sīku struktūru detaļas. Izmantojot PALM, jebkurā brīdī tiek ieslēgta tikai neliela daļa fluorescējošo molekulu šūnā, pārvēršot gaismas dūmaku relatīvi retā gaišo plankumu komplektā, ko var atrisināt atsevišķi un kas atklāj ar fluorescējošām iezīmēm atzīmēto proteīnu atrašanās vietu. molekulas. Savienojot kopā daudzus attēlus, pētnieki izveido pilnīgu divdimensiju attēlu.

Lai PALM pievienotu trešo dimensiju, pētnieki pievērsās interferometrijai - tehnikai, ko plaši izmanto leņķu un attālumu mērīšanai mikroskopiskā mērogā. Gaisma no fluorescējošām molekulām paraugā tiek uztverta no augšas un apakšas, un divi gaismas stari tiek nosūtīti uz staru sadalītāju, kas tos novirza uz trim dažādām kamerām. Gaismas daudzumu, kas sasniedz katru kameru, var izmantot, lai aprēķinātu katras fluorescējošās molekulas vertikālo stāvokli paraugā. Galu galā mēs varam iegūt molekulas pozīciju visos trijos virzienos mazāk nekā 20 nanometros jeb apmēram 10 reizes lielāku par vidējo proteīna izmēru, saka. Haralds Hess , Janelia Farm zinātnieks, kurš vadīja pētījumu. Noklikšķiniet šeit, lai skatītu šūnu struktūru attēlus, kas izveidoti, izmantojot iPALM.

Džons Sadats , bioķīmijas un biofizikas profesors Kalifornijas Universitātē Sanfrancisko, saka, ka šis papīrs ir spēks, kas veicina gaismas mikroskopu izšķirtspēju. Bet viņš piebilst, ka viens no kompromisiem, izmantojot tik augstu telpisko izšķirtspēju bioloģiskajai attēlveidošanai, ir tas, ka pašlaik ir nepieciešams, lai šūnas tiktu nogalinātas un ķīmiski fiksētas, tāpēc tas nevar uztvert notikumus reāllaikā. Sedats saka, ka izaicinājums šajā jomā ir apvienot telpiskās izšķirtspējas progresu ar dzīvu šūnu reāllaika attēlveidošanu.

Glebs Shtengel, viens no jaunās tehnikas līderiem, saka, ka, lai gan laiks, kas nepieciešams vairāku attēlu apvienošanai, apgrūtina strauju notikumu tveršanu ar iPALM, mēs plānojam to paplašināt, iekļaujot lēnāk kustīgu notikumu dzīvus šūnu attēlus.

paslēpties