211service.com
Rozsvícení buněk ve 3D
Revoluce ve světelné mikroskopii umožňuje vědcům přiblížit struktury, které nebyly dosud vizualizovány viditelným světlem. Nové techniky mikroskopie s vysokým rozlišením, které se vyvíjejí v několika laboratořích, umožňují vědcům prohlížet struktury, které byly kdysi příliš malé na to, aby je bylo možné vidět pod světelným mikroskopem, kvůli přirozenému limitu rozlišení, který je dán vlnovou délkou světla.
Pomocí techniky nazývané PALM mohou Harald Hess a kolegové přesně určit polohy mnoha různých membránových proteinů ve dvou rozměrech.
Vědci z výzkumného kampusu Janelia Farm Research Campus Howarda Hughese Medical Institute nedávno oznámili vytvoření techniky zvané interferometrická fotoaktivovaná lokalizační mikroskopie (iPALM), která jim umožňuje vytvářet trojrozměrné obrázky struktur uvnitř buněk v nejvyšším rozlišení, jaké bylo dosud pozorováno optickým mikroskopem.
Technika, jejíž podrobnosti byly nedávno zveřejněny v Proceedings of the National Academy of Sciences , přidává třetí rozměr k předchozímu přístupu zvanému PALM, který využívá fluorescenční molekuly, které lze zapínat a vypínat k rozlišení detailů malých struktur pod světelným mikroskopem. S PALM je v každém daném okamžiku zapnuta pouze malá část fluorescenčních molekul uvnitř buňky, čímž se závoj světla přemění na relativně řídkou sadu jasných bodů, které lze individuálně rozlišit a které odhalují polohu proteinů označených fluorescencí. molekul. Spojením mnoha obrázků dohromady vědci vytvoří kompletní dvourozměrný obrázek.
Aby dodali PALM třetí rozměr, obrátili se vědci na interferometrii, techniku, která se široce používá pro měření úhlů a vzdáleností na mikroskopickém měřítku. Světlo z fluorescenčních molekul ve vzorku je zachyceno shora a zdola a dva světelné paprsky jsou posílány do rozdělovače paprsků, který je nasměruje do tří různých kamer. Množství světla, které dopadá na každou kameru, lze použít k výpočtu vertikální polohy každé fluorescenční molekuly ve vzorku. Nakonec jsme schopni získat polohu ve všech třech směrech molekuly v méně než 20 nanometrech, což je asi 10krát větší než průměrný protein, říká Harald Hess , vědkyně Janelia Farm, která studii vedla. Kliknutím sem zobrazíte obrázky buněčných struktur vytvořených pomocí iPALM.
John Sadat , profesor biochemie a biofyziky na Kalifornské univerzitě v San Franciscu, říká, že tento článek je tahákem v prosazování rozlišení světelných mikroskopů. Ale dodává, že jedním z kompromisů používání tak vysokého prostorového rozlišení pro biologické zobrazování je to, že v současné době vyžaduje zabití a chemickou fixaci buněk, takže nemůže zachytit události v reálném čase. Výzvou pro tuto oblast, říká Sedat, je spojit pokroky v prostorovém rozlišení se zobrazováním živých buněk v reálném čase.
Gleb Shtengel, jeden z vůdců nové techniky, říká, že ačkoliv čas potřebný ke spojení více snímků znesnadňuje zachycení rychlých událostí pomocí iPALM, plánujeme jej rozšířit na živé obrázky buněk pomaleji se pohybujících událostí.