Prenošenje boje u slike s elektronskim mikroskopom je težak problem. Vjerojatno bi se moglo reći da boja ne postoji u toj mjeri, jer su stvari snimljene elektronskim mikroskopom manje od valne duljine vidljive svjetlosti. Ali to nije spriječilo znanstvenike da pokušavaju ili barem razvijaju tehnike kako bi to približili.
Povezani sadržaj
- Pozdravimo sada izum mikroskopa
Najnovije koje su u članku Cell opisali znanstvenici sa Sveučilišta u Kaliforniji, San Diego, daje biološku strukturu umjetnom bojom koja bi nam mogla pomoći u boljem razumijevanju struktura i funkcija unutar stanica. Oni su prvi koji koriste ovu metodu na organskom materijalu, usklađujući do tri boje i čineći, na jednom primjeru, područje Golgija izgleda zeleno, a plazma membrana crveno.
„To dodaje puno dodatnih informacija konvencionalnoj elektronskoj mikroskopiji“, kaže Stephen Adams, vodeći autor rada. "Nadamo se da će to biti općenita tehnika kojom će se ljudi služiti za izradu vrlo velike rezolucije mapiranja bilo koje molekule, zaista."
Kako ove tehnologije povećavaju razlučivost slika, znanstvenicima mogu omogućiti da zaviru u same stanice i detaljnije identificiraju tijela u njima. Pod tradicionalnim, mikroskopom temeljenim na svjetlu, nemoguće je slikati nešto manje od valne duljine svjetlosti koje mikroskop koristi, a to je oko 250 nanometara, objašnjava Brian Mitchell, izvanredni profesor stanične i molekularne biologije na Sveučilištu Northwestern. "To je prilično veliko područje, pa ako pokušavate reći da se ovaj zaista važan protein koji ste pronašli nalazi na unutrašnjoj strani membrane ili na vanjskoj strani membrane, zaista je teško reći to kad ne možete spusti se ispod te 250 nm rezolucije ", kaže on.
U međuvremenu, crno-bijele slike generirane elektronskim mikroskopom imaju sličan problem: Iako je rezolucija koju pruža opseg velika, teško je razlikovati različite stanične strukture na sivoj skali.
Tehnika koju Adams i tvrtka koriste je vrsta kombinacije svjetlosne mikroskopije koja odbija svjetlost od predmeta i elektronske mikroskopije koja odbija elektrone od objekata. Prvo koriste sliku generiranu svjetlosnim mikroskopom da identificiraju strukture koje žele istaknuti. Uvode malu količinu rijetko metalnih metala i prekrivaju strukturu s njom. Zatim ga podvrgavaju elektronskom mikroskopu.
Kad mikroskop ispalji elektrone na tkivo, neki idu pravo kroz njih, a drugi pogađaju deblje ili teže materijale i odbijaju se natrag, nalik na rendgenski snimak. Nekolicina udara o rijetko metalni metal i tamo istiskuje jedan elektron, uzrokujući da on leti van; uz to dolazi malo energije, koja se razlikuje od određenog metala koji se koristi, a to je ono što mjeri njihov mikroskop. Tehnika se naziva elektronska spektroskopija gubitaka energije.
Adams ima slikovne stanične strukture poput Golgijevog kompleksa, proteine na plazma membrani, pa čak i proteine u sinapsama u mozgu. "Za mnoge biološke eksperimente korisno je imati ovo jako povećanje jer zaista možete vidjeti gdje su ti proteini ili gdje je ta određena molekula u stanici i što radi", kaže on. "Često vam daje ideju o tome što je funkcija."
To nije samo akademsko, ističe Mitchell. Znajući što se događa unutar stanice može biti korisno u dijagnostici i liječenju bolesti.
"Ako imate protein koji, recimo, lokalizira neku staničnu podstrukturu ... i možda u toj situaciji bolesti protein ne ide tamo gdje treba ići", kaže Mitchell. "Gledajući lokalizaciju proteina, kažete:" Hej, ovaj protein ne ide tamo gdje bi trebao, to je vjerojatno ono što je u osnovi mehanizma zašto stanica ne funkcionira onako kako treba, i moglo bi biti osnova zašto je ova bolest radi ono što radi. ""
Članak Cell nije jedini pokušaj pružanja slika u boji s elektronskih mikroskopa. Jedna druga je korelativna svjetlosna elektronska mikroskopija koja označava stanične strukture na slici svjetlosnog mikroskopa s fluorescentnim molekulama kako bi ih locirala, zatim koristi elektronski mikroskop kako bi ih prikazala i prekrila dvije slike. Drugi je imunogold označavanje, koje veže zlatne čestice na antitijela, a ona se tada pojavljuju na slici elektronskog mikroskopa zbog gustoće zlata. Ali svaki ima svoj problem: prva zahtijeva dvije različite slike, iz različitih mikroskopa, smanjujući preciznost; a potonje može dati nejasno obojenje.
List je posljednji nosio ime Rogera Tsiena, nobelovca koji je umro u kolovozu. Tsien je bio najpoznatiji po upotrebi fluorescentnog proteina od meduze radi osvjetljavanja staničnih struktura.
"[Ovaj rad] bio je vrhunac gotovo 15 godina rada, pa mislim da mu je preostalo još jedno naslijeđe", kaže Adams. "To je nada da će ona voditi prema novim idejama i novim načinima poboljšanja elektronskog mikroskopa i njegove korisnosti."
