Južnokorejski istraživači predvođeni direktorom Cho Minhaengom u IBS centru za molekularnu spektroskopiju i dinamiku (IBS CMSD) napravili su ključno otkriće u oblasti ćelijske mikroskopije. Tim je uspešno razvio dvobojnu infracrvenu fototermalnu mikroskopiju (2C-IPM), novu tehnologiju dizajniranu da istražuje neutralne lipide unutar lipidnih kapljica živih ćelija.
Ova nova mikroskopija se može koristiti sa obeležavanjem izotopa, što omogućava detaljno praćenje sinteze neutralnih lipida unutar pojedinačnih kapljica lipida. Studija je objavljena u časopisu Chemical Science.
Lipidne kapljice (LD) su strukture koje se sastoje od džepova neutralnih lipida (triglicerida) inkapsuliranih u monosloju fosfolipida. Dugo su okarakterisane kao relativno nezanimljive organele čija je jedina namena da skladište višak energije u obliku neutralnih lipida. Međutim, nedavne studije pokazuju da su ove kapljice zapravo dinamični igrači u različitim ćelijskim metaboličkim aktivnostima.
Otkriveno je da su aktivno uključeni u regulisanje toksičnosti lipida i ćelijske komunikacije i da su u korelaciji sa preovlađujućim bolestima kao što su gojaznost i nealkoholna mas
Istraživači su tradicionalno bojali ćelije lipofilnim bojama i koristili fluorescentnu mikroskopiju za proučavanje LD unutar ćelija. Međutim, ovaj metod ima nekoliko značajnih ograničenja. Prvo je fotobeljenje boja, koje ograničava trajanje posmatranja LD na veoma kratke vremenske prozore.
Još jedno ograničenje su same fluorescentne boje. Trenutno korišćene fluorescentne boje jednostavno ciljaju na hidrofobno okruženje unutar LD, koristeći nespecifikovane mehanizme vezivanja. Kao takvi, oni nisu u stanju da precizno analiziraju sastav i količinu neutralnih lipida.
Za razliku od prethodnih metoda koje su se oslanjale na fluorescentnu mikroskopiju, nova 2C-IPM tehnologija koristi infracrvenu (IR) spektroskopsku metodu i ne zahteva upotrebu fluorescentnih boja. Nova metoda direktno prati neutralne lipide unutar LD detektujući promene u IR apsorbanciji. Važno je da ova prednost omogućava istraživačima da posmatraju sintezu neutralnih lipida unutar pojedinačnih LD u živim ćelijama tokom dužeg perioda.
Koristeći novorazvijenu metodu, istraživački tim je proučavao sintezu neutralnih lipida u ćelijama kada su bile izložene višku masnih kiselina. Istraživači su bili u mogućnosti da razlikuju sveže sintetizovane neutralne lipide od već postojećih neutralnih lipida unutar ćelija podvrgavanjem deuterijumom obeleženim masnim kiselinama, koje imaju različita spektroskopska svojstva od nedeuteriranih oblika. Rezultati analize su potvrdili da višak masnih kiselina izaziva toksičnost lipida, a ćelije reaguju povećanjem sinteze neutralnih lipida.
Vodeći autor, istraživač Park Chanjong, je primetio: „Ova studija služi kao fundamentalni primer koji pokazuje mogućnost dugotrajnog istraživanja lipidnih kapljica i unutrašnjih neutralnih lipida u živim ćelijama. Analitička metoda ustanovljena u ovom istraživanju može se primeniti na dijagnozu. i lečenje bolesti koje su blisko povezane sa metabolizmom lipida, kao što je nealkoholna masna bolest jetre.“
Direktor Cho Minhaeng je prokomentarisao: „Uspešnim posmatranjem procesa sinteze neutralnih lipida u živim ćelijama, postavili smo novu osnovu za proučavanje funkcija lipidnih kapljica unutar ćelija na molekularnom nivou. Očekuje se da će se ovaj metod široko koristiti u istraživanju. raznih ćelijskih metaboličkih fenomena“.
