211service.com
En enklere måde at spionere på useriøse molekyler på
Individuelle proteiner spiller en nøglerolle i udviklingen af en lang række sygdomme, herunder Alzheimers, Parkinsons og Huntingtons. En række nye billeddannelsesteknikker kan afsløre adfærden af enkelte biomolekyler, men disse tilgange er vanskelige og dyre. Nu kunne en ny teknik, udviklet på Harvard University, give en billigere og enklere måde at måle og spore molekyler, når de bevæger sig frit gennem en løsning.
Sporing af molekyler: CLIC-opsætningen består af en konveks linse oven på et stykke glas dækket med en proteinopløsning (pink). Et optisk fluorescensmikroskop og kameraer sporer enkelte molekyler.
Proteiner er små - omkring to nanometer i gennemsnit - og de flyver hurtigt rundt, hvilket gør dem svære at spore under et mikroskop. En populær måde at observere interaktioner mellem to proteiner på er at binde den ene til en overflade og vente, indtil et andet molekyle kommer forbi og interagerer. Problemet med denne tilgang, forklarer Adam Cohen , assisterende professor i kemi ved Harvard University og vinder af TR35 Award i 2007, er, at proteiner opfører sig anderledes, når de er knyttet til en overflade, da de har mindre frihed til at bevæge sig.
Cohens laboratorium har tilpasset et almindeligt fluorescensmikroskop for at gøre enkelt-molekyle billeddannelse enklere. Den nye teknik, kaldet Konveks linse-induceret indeslutning (CLIC), klemmer molekyler mellem en flad glasplade og en buet plade, så de er indelukket, men ikke bundet. Mens der er andre måder at immobilisere enkelte molekyler på, kræver de generelt specialiserede enheder, som kan være komplekse eller dyre.
En af Cohens postdoktorale forskere, Sabrina Leslie, modificerede et almindeligt fluorescensmikroskop ved hjælp af en mekanisk opsætning. En konveks linse rører ved midten af et fladt stykke glas dækket med en proteinholdig opløsning. Linsens buede overflade placeres med forsiden nedad. Proteiner diffunderer gennem opløsningen, men deres størrelse begrænser, hvor langt de kan rejse mod midten, hvor mellemrummet mellem det flade glas og det buede glas bliver mindre. Hvor langt proteinerne kan rejse, lader forskerne finde ud af størrelsen af hvert protein.
Linsen styrer også opløsningens dybde. Dette forhindrer proteiner i at blive lagdelt oven på hinanden, som det normalt sker. Opsætningen gør det også lettere at observere individuelle proteiner i længere tid, fordi de er indespærret mellem det flade glas og linsen.
Dette er en smuk enkel, ny tilgang, siger Julio Fernandez , en professor i biologiske studier ved Columbia University, hvis laboratorium studerer proteindynamik. Han siger, at det at se molekyler i meget lang tid i høj opløsning vil give forskerne tid nok til at se, hvordan enkelte proteiner opfører sig. Det er meget bedre at observere noget med dets dynamik uændret, siger han.
Den nye teknik kan hjælpe forskere med at forstå, for eksempel, hvordan et enkelt protein bidrager til dannelsen af amyloide plaques – sammenfiltringer af proteiner fundet mellem nerveceller ved Alzheimers. Dette skulle udvide omfanget af eksperimenter, der kunne være mulige, siger Cohen.
En anden fordel ved CLIC-opsætningen er, at den er billig. Mikroskoper designet til billeddannelse af enkelte proteiner koster omkring $100.000. Du kan gøre det bedre med CLIC, og det ville koste dig et par hundrede dollars, siger Fernández. Det kræver ikke nogen særlig software eller dyrt udstyr, siger han og tilføjer, at han planlægger at prøve teknikken i sit eget laboratorium.
Fernández understreger, at det vil tage tid og eksperimenter at bekræfte, hvor nyttig teknikken vil være, men siger, at jeg synes, det ser mere end lovende ud.