Добре вести: јефтини микроскопи такође могу да добију слике супер резолуције
Тим нанолога Али Шаиба и Силвија Рицолија са Универзитетског медицинског центра у Гетингену, Немачка, развио је метод за обичну светлосну микроскопију – технику ОНЕ Мицросцопе – која снима слике појединачних протеина и никада раније виђених ћелијских структура у нивоу детаља који превазилази чак и онај микроскопа „супер резолуције“ вредног више милиона долара. микроскопи „супер резолуције” вредни више милиона долара. Налази су објављени на веб страници за препринт биоРкив.
„Требало би да постоји неки облик демократије у микроскопској технологији. Рицоли истиче да је висока резолуција нове технологије применљива на многе, а не на неколико богатих лабораторија.
Могућности конвенционалних оптичких микроскопа ограничене су законима оптике, што значи да су посматрања објеката мањих од 200 нм нејасна, рекао је Рицоли, додајући да су истраживачи развили методе супер-резолуције изван физике које могу смањити ову границу на око 10 нм. Овај метод, који је добио Нобелову награду за хемију 2014. године, користи оптичке трикове за прецизно одређивање флуоресцентних молекула везаних за протеине.
2015. истраживачи су предложили други начин да се заобиђе оптичка граница. Тим истраживача предвођен Едвардом Бојденом, неуралним инжењером на Технолошком институту Масачусетса у САД, показао је да ткива на надувавање (користећи упијајуће једињење које се налази у пеленама) могу да држе ћелијске објекте подаље један од другог. Техника, позната као инфлациона микроскопија, довела је до квантног скока у резолуцији микроскопа, омогућавајући да се раздвоје структуре од око 20 нм.
Техника Шаиба и Рицолијева спаја две методе за постизање резолуције испод{0}}нм. Ова јасноћа је довољна да открије облик појединачних протеина, који су раније обично били детаљније сликани коришћењем скупљих метода структурне биологије, као што је крио-електронска микроскопија.
Једноставност експанзионе микроскопије је део њене привлачности, а Бојден процењује да је више од 1,000 лабораторија усвојило ову технику. Узорци се третирају хемикалијама које имобилишу протеине на полимеру, који набубри до 1,000 пута своје првобитне величине када се дода вода, омогућавајући молекулима да се раздвоје. ЈЕДНА техника микроскопије такође користи топлоту или ензиме за разлагање протеине, тако да се појединачни фрагменти растежу у различитим правцима током процеса бубрења.
Истраживачи су користили свој метод за снимање слика неуромолекула, ГАБАА рецептора, који веома личи на крио-електронску микроскопију високе резолуције и рендгенске кристалографске мапе протеина. Такође су ухватили обрис великог дела протеина званог ототоксин, чија структура још није утврђена, а који помаже у преношењу аудио сигнала у мозгу. Облик је сличан структурним предвиђањима које је направила АлпхаФолд мрежа дубоког учења.
Иако метода не може да одговара резолуцији крио-електронске микроскопије, која у неким случајевима може да открије детаље на нивоу близу атома мање од 0.2 нм, технике крио-електронске микроскопије су и слабе и скупе, Рицоли рекао је, додајући да ЈЕДНА микроскопија, насупрот томе, може да обезбеди брз и лак начин да се разуме структура скоро сваког молекула.
Део мотивације за развој технологије био је да се прошири доступност најсавременијих оптичких микроскопа, рекао је Рицоли. метода ОНЕ микроскопа је довољно једноставна да се може применити на флуоресцентне микроскопе, који су застарели 1990-их.
Салма Таммам, фармацеутски технолог са Немачког универзитета у Каиру, планира да овог лета пошаље докторанта да проучава ову технику. Њена лабораторија проучава како се наночестице крећу кроз ћелије и желе да виде детаље о честицама и њиховим носачима. Али као и многи истраживачи у земљама са ниским и средњим приходима, они немају приступ скупим микроскопима супер-резолуције.
Проширење употребе микроскопије супер резолуције је такође важно за научнике у добро финансираним институцијама, каже Ноа Липштајн, синапсни биолог у Лајбниц центру за молекуларну фармакологију у Немачкој. Недавно је основала независну истраживачку групу и одлучила да примени ЈЕДНУ микроскопију у њиховим проучавањима синаптичких детаља.
