Teknologjia e imazhit lejon vizualizimin e strukturave nanoskale brenda qelizave

15:57 | 5 Maj 2020

Që nga përshkrimi i parë i Robert Hooke i një qelize në Mikrografi 350 vjet më parë, mikroskopia ka luajtur një rol të rëndësishëm në kuptimin e rregullave të jetës.

Sidoqoftë, tipari më i vogël i zgjidhshëm, rezolucioni, kufizohet nga natyra e valës së dritës. Kjo pengesë shekullore ka kufizuar të kuptuarit e funksioneve qelizore, ndërveprimeve dhe dinamikës, veçanërisht në shkallën nën-mikron në nanometër, transmeton portali arbresh.info

Mikroskopi fluoreshencë me rezolucion super tejkalon këtë kufi themelor, duke ofruar deri në dhjetë herë përmirësim të rezolucionit, dhe lejon shkencëtarët të vizualizojnë punën e brendshme të qelizave dhe biomolekulave në rezolucion hapësinor të paparë.

Një aftësi e tillë zgjidhëse pengohet, megjithatë, kur vëzhgoni ekzemplarë të tërë qelizave ose indeve, siç janë ato që shpesh analizohen gjatë studimeve të kancerit ose trurit. Sinjalet e lehta, të emetuara nga molekulat brenda një ekzemplari, udhëtojnë nëpër pjesë të ndryshme të strukturave të qelizave ose indeve me shpejtësi të ndryshme dhe rezultojnë në zhvlerësime, të cilat do të përkeqësojnë imazhin.

Tani, studiuesit e Universitetit Purdue kanë zhvilluar një teknologji të re për të kapërcyer këtë sfidë.

“Teknologjia jonë na lejon të matim shtrembërimet në vijën e valëve të shkaktuara nga ekzemplari, qoftë nga një qelizë apo nga një ind, direkt nga sinjalet e gjeneruara nga molekula të vetme – burime të vogla të dritës, të bashkangjitura në strukturat celulare të interesit”, tha Fang Huang, profesor ndihmës i inxhinieri biomjekësore në Purdue’s College of Engineering. “Duke ditur shtrembërimin e shkaktuar, ne mund të tregojmë pozicionet e molekulave individuale me saktësi dhe saktësi të lartë. Ne marrim mijëra deri në miliona koordinata të molekulave individuale brenda një vëllimi qelizash ose indesh dhe përdorim këto koordinata për të zbuluar arkitekturat nanosale të përbërësve të mostrës. ”

Teknologjia e ekipit Purdue është botuar së fundmi në Metodat e Natyrës.

“Gjatë imazheve tre-dimensionale të super rezolucionit, ne regjistrojmë mijëra deri në miliona modele të emisioneve të molekulave të vetme fluoreshente,” tha Fan Xu, një bashkëpunëtor postdoktoral në laboratorin e Huang dhe një autori i parë i botimit. “Këto modele të emisionit mund të vlerësohen si vëzhgime të rastësishme në pozicione të ndryshme boshtore të marra nga funksioni themelor i përhapjes së pikave 3D që përshkruan format e këtyre modeleve të emisionit në thellësi të ndryshme, të cilat synojmë t’i marrim. Teknologjia jonë përdor dy hapa: caktimin dhe azhurnimin, për të tërhequr në mënyrë përsëritje shtrembërimin e vijës së valës dhe përgjigjet 3D nga të dhënat e regjistruara të vetme të molekulave që përmbajnë modele të emisioneve të molekulave në vendet arbitrare. ”

Teknologjia Purdue lejon gjetjen e pozicioneve të biomolekulave me një saktësi deri në disa nanometra brenda qelizave dhe indeve të tëra, dhe për këtë arsye, zgjidhjen e arkitekturave qelizore dhe indeve me rezolucion të lartë dhe besnikëri.

“Kjo përparim zgjeron zbatueshmërinë rutinore të mikroskopisë me super rezolucion nga objektivat celulare të zgjedhura pranë mbulesave deri te objektivat brenda dhe jashtë qelizave thellë brenda indeve,” tha Donghan Ma, një studiues postdoktoral në laboratorin e Huang dhe një autori i parë i botimit . “Ky kapacitet i ri për vizualizim mund të lejojë një kuptim më të mirë për sëmundjet neurodegjeneruese siç është Alzheimer dhe shumë sëmundje të tjera që prekin trurin dhe pjesët e ndryshme brenda trupit.”

Instituti Kombëtar i Shëndetësisë dha mbështetje të madhe për hulumtimin.

Anëtarët e tjerë të ekipit hulumtues përfshijnë Gary Landreth, një profesor nga Shkolla e Mjekësisë e Universitetit të Indianës; Sarah Calve, një profesor i asociuar i inxhinierisë biomjekësore në Kolegjin e Inxhinierisë Purdue (aktualisht një profesor i asociuar i inxhinierisë mekanike në Universitetin e Kolorados Boulder); Peng Yin, profesor nga Shkolla Mjekësore e Harvardit; dhe Alexander Chubykin, një profesor ndihmës i shkencave biologjike në Purdue. Lista e plotë e autorëve mund të gjendet në Metodat e Natyrës.

“Ky përparim teknik është befasues dhe do të ndryshojë rrënjësisht saktësinë me të cilën ne vlerësojmë tiparet patologjike të sëmundjes së Alzheimerit,” tha Landreth. “Ne jemi në gjendje të shohim objekte më të vogla dhe më të vogla dhe bashkëveprimet e tyre me njëri-tjetrin, gjë që ndihmon në zbulimin e komplekseve të strukturës që nuk kemi vlerësuar më parë.” / arbresh.info/

Shpërndaje në rrjete sociale

Lajmet më të lexuara