211service.com
Belysning af celler i 3-D
En revolution inden for lysmikroskopi lader forskere zoome ind på strukturer, der aldrig før er blevet visualiseret med synligt lys. Nye superopløsningsmikroskopiteknikker under udvikling i adskillige laboratorier giver forskere mulighed for at se strukturer, der engang var for små til at kunne ses under et lysmikroskop på grund af den iboende opløsningsgrænse, der pålægges af lysets bølgelængde.
Ved hjælp af en teknik kaldet PALM kan Harald Hess og kolleger udpege positionerne for mange forskellige membranproteiner i to dimensioner.
Forskere ved Howard Hughes Medical Institutes Janelia Farm Research Campus annoncerede for nylig oprettelsen af en teknik kaldet interferometrisk fotoaktiveret lokaliseringsmikroskopi (iPALM), som giver dem mulighed for at skabe tredimensionelle billeder af strukturer inde i celler i den højeste opløsning, der endnu er set med et optisk mikroskop.
Teknikken, hvis detaljer blev offentliggjort for nylig i Proceedings of the National Academy of Sciences , tilføjer en tredje dimension til en tidligere tilgang kaldet PALM, som bruger fluorescerende molekyler, der kan tændes og slukkes for at løse detaljerne i små strukturer under et lysmikroskop. Med PALM er kun en lille brøkdel af de fluorescerende molekyler inde i en celle tændt på et givet tidspunkt, hvilket transformerer en dis af lys til et relativt sparsomt sæt af lyse pletter, der kan opløses individuelt, og som afslører positionen af proteiner mærket med fluorescerende molekyler. Ved at sy mange billeder sammen skaber forskerne et komplet todimensionelt billede.
For at tilføje en tredje dimension til PALM vendte forskerne sig til interferometri, en teknik, der er meget brugt til at måle vinkler og afstande på mikroskopisk skala. Lys fra fluorescerende molekyler i prøven fanges oppefra og nedefra, og de to lysstråler sendes til en stråledeler, der leder dem til tre forskellige kameraer. Mængden af lys, der når hvert kamera, kan bruges til at beregne den lodrette position af hvert fluorescerende molekyle i prøven. I sidste ende er vi i stand til at få positionen i alle tre retninger af et molekyle på mindre end 20 nanometer, eller omkring 10 gange størrelsen af et gennemsnitligt protein, siger Harald Hess , Janelia Farm-forskeren, der ledede undersøgelsen. Klik her for at se billeder af cellestrukturer oprettet ved hjælp af iPALM.
John Sadat , professor i biokemi og biofysik ved University of California, San Francisco, siger, at papiret er en tour de force i at skubbe opløsningen af lysmikroskoper. Men han tilføjer, at en af afvejningerne ved at bruge så høj rumlig opløsning til biologisk billeddannelse er, at det i øjeblikket kræver, at celler bliver dræbt og kemisk fikseret, så det ikke kan fange begivenheder i realtid. Udfordringen for feltet, siger Sedat, er at samle fremskridt inden for rumlig opløsning med billeddannelse i realtid af levende celler.
Gleb Shtengel, en af lederne af den nye teknik, siger, at selvom den tid, der kræves til at kombinere flere billeder, gør det vanskeligt at fange hændelser i højt tempo med iPALM, planlægger vi at udvide det til levende cellebilleder af langsommere hændelser.