Zamislite da se uključite u fudbalsku utakmicu, ali svi igrači su nevidljivi osim dva kvoterbeka. Bez mogućnosti da vidite orkestrirane pokrete punih timova, ovo bi bila veoma zbunjujuća utakmica za gledanje.
Istraživači se suočavaju sa sličnom dilemom kada snimaju ćelije pod mikroskopom. Unutar jedne ćelije živi složen ekosistem od miliona molekula koji međusobno deluju. Gledanje organela, proteina i drugih sitnih subćelijskih komponenti zahteva mikroskopiju super rezolucije. Međutim, ovaj proces trenutno omogućava istraživačima da istovremeno vizualizuju samo nekoliko različitih ciljeva.
Nova tehnika mikroskopije koju su razvili naučnici sa Jejla pruža način bez presedana da se sagleda unutrašnji rad pojedinačnih ćelija. Nova tehnika, nazvana FLASH-PAINT, omogućava istraživačima da vide potencijalno neograničen broj različitih molekula.
U srcu procesa je nova primena sondi za snimanje ili reagensa, koji su jedinjenja koja se primenjuju na biološke uzorke kako bi se poboljšala sposobnost naučnika da otkriju sitne detalje. Tim je objavio svoje nalaze u Cell .
„Ako ste samo u mogućnosti da pogledate jedan ili dva proteina, propuštate širu sliku“, kaže dr Joerg Beversdorf, Harvei i Kate Cushing profesor ćelijske biologije i glavni istraživač rada. „Sada možemo da prikažemo onoliko proteina i drugih karakteristika koliko želimo, na veoma elegantan i brz način.“
Nova sonda za snimanje se privremeno vezuje za neograničen broj molekula
Trenutni metod za vizuelizaciju unutrašnjih ćelijskih procesa uključuje upotrebu antitela u kombinaciji sa sondama za snimanje koje se sastoje od jednog lanca DNK i fluorescentne boje. Antitelo vodi sondu do cilja, gde se lanac DNK vezuje za komplementarni lanac DNK na antitelu.
Jedno ograničenje ove tehnike je da svaka meta zahteva sopstvenu sondu za snimanje. Na primer, ako bi tim želeo da pogleda 10 različitih ciljeva, trebalo bi da primeni 10 sondi. „Ali ako je naša vizija bila da prikažemo svaki protein u ćeliji, postoji otprilike 20.000 različitih proteina,“ kaže dr Florijan Šuder, naučni saradnik u ćelijskoj biologiji i prvi autor ovog dokumenta. Snimanje tih ćelija, kaže on, nije izvodljivo sa postojećim tehnologijama.
Da bi prevazišao ovu prepreku, tim Jejla uveo je adapter koji ide između sonde za snimanje i mete. Ovaj adapter je veoma fleksibilan u svom dizajnu i može da poveže bilo koju vrstu sonde sa bilo kojom vrstom mete. Ključ uspeha nove tehnike je da se adapter vezuje za cilj samo vrlo kratko. „Zaista je ključno da se lako može prebaciti sa jedne na drugu metu“, kaže Beversdorf.
Prolazno vezivanje nove sonde i sposobnost povezivanja sa brojnim ciljevima čini FLASH-PAINT 100 puta bržim i to uz samo delić cene trenutnih tehnika mikroskopije super-rezolucije. „Ovo će ubrzati proces naučnog otkrića“, kaže Beversdorf. „Umesto da radimo stotinu eksperimenata koji posmatraju pojedinačne interakcije jednog ili dva proteina, sada možemo da uradimo jedan eksperiment gde možemo da vidimo sve moguće interakcije.
Tim se nada da će FLASH-PAINT omogućiti istraživačima da vizualizuju ranije nedostupne složene subćelijske procese, što zauzvrat može pomoći kliničarima da nauče kako da bolje leče niz bolesti, uključujući rak. „Postoji mnogo igrača koji su uključeni u borbu protiv bolesti i možete imati potpuno razumevanje samo ako ih zaista pogledate sve“, kaže Beversdorf.
U daljim istraživanjima, tim Jejla istražuje primenu FLASH-PAINT-a u snimanju tkiva i njegov potencijal kao dijagnostičkog alata.
