Ana Sayfa / Sağlık / Yeni mikroskopi yöntemi, optik görüntülemenin renk bariyerini kırıyor

Yeni mikroskopi yöntemi, optik görüntülemenin renk bariyerini kırıyor

Biyolojik sistemler için ışık mikroskopisinin sözde “renk bariyeri” ni parçalamaya yönelik önemli bir adım atıldı, canlı hücreler ve dokulardaki biyomoleküllerin daha kapsamlı, sistem çapında etiketlenmesine ve görüntülenmesine, şu an ulaşılabilir olanlardan çok daha fazla izin verildi . Gelişme, hastalıkları tedavi etmek ve iyileştirmek için tedavilerin geliştirilmesine rehberlik etmede yardımcı olmak da dahil olmak üzere birçok gelecekteki uygulama için potansiyele sahiptir.

Columbia Üniversitesi’ndeki araştırmacılar biyolojik sistemler için ışık mikroskobisinin sözde “renk bariyeri” ni parçalamaya yönelik önemli bir adım attılar; bu da canlı hücreler ve dokulardaki biyomoleküllerin daha geniş kapsamlı, sistem çapında etiketlenmesini ve görüntülenmesini sağladı. Şu anda ulaşılabilir. Gelişme, hastalıkları tedavi etmek ve iyileştirmek için tedavilerin geliştirilmesine rehberlik etmede yardımcı olmak da dahil olmak üzere birçok gelecekteki uygulama için potansiyele sahiptir.

Online 19 Nisan yayınlanan bir çalışmada Nature , Kimya Wei Min Doçenti liderliğindeki ekip, büyük ölçüde gelişmiş algılama hassasiyeti ile yeni bir optik mikroskopi platformunun gelişimini bildirir. Ayrıca, çalışma, yeni enstrümantasyon ile eşleştirildiğinde, 24 spesifik biyomolekülün aynı anda etiketlenmesine ve görüntülenmesine olanak tanıyan, mevcut moleküllerle aynı anda görüntülenebilen biyomolekül sayısının yaklaşık beş katı kadar yeni moleküllerin oluşturulmasını ayrıntılarıyla anlatıyor Teknolojileri.

Min, “Sistem biyolojisi döneminde, çok sayıda moleküler türün yüksek duyarlılık ve özgüllük ile hücrelere nasıl eşzamanlı olarak görüntülenebileceği, optik mikroskopi için büyük bir meydan okuma olmaya devam ediyor” dedi. “Çalışmalarımızı yeni ve eşsiz kılan şey, bu uzun süredir devam eden engelle mücadele etmek için birlikte çalışan iki sinerjik parça (enstrümantasyon ve moleküller) olmasıdır: Platformumuz karmaşık biyolojik sistemlerin anlayışını dönüştürme kapasitesine sahiptir: geniş insan hücre haritası , Metabolik yolaklar, beynin içindeki çeşitli yapıların fonksiyonları, tümörlerin iç ortamı ve makromolekül montajı, sadece birkaç tanesini ifade ediyor. ”

Canlı hücreler ve dokulardaki çeşitli yapıları gözlemlemek için mevcut yöntemlerin tümünün kendi güçlü yönleri vardır, ancak hepsi de en azından bir “renk bariyeri” nin varlığı olan temel sınırlamalarla engellenmektedir.

Floresan mikroskobu, örneğin, son derece duyarlıdır ve bu nedenle, biyoloji laboratuarlarında kullanılan en yaygın tekniktir. Mikroskop, bilim insanları, genelde beş renge kadar “flüoresan proteinleri” olarak adlandırılan proteinleri kullanarak canlı sistemlerdeki hücresel işlemleri izlemelerine olanak tanır. Floresan proteinlerin her biri, bir “etiket” veya renk uygulayan bir hedef yapısına sahiptir. Tipik olarak bu yapıları etiketlemek için kullanılan beş floresan protein veya renk, BFP (Mavi Floresan Protein), ECFP (Camgöbeği Floresan Protein), GFP (Yeşil Floresan Protein), mVenus (Sarı Floresan Protein) ve DsRed (Kırmızı Floresan Protein) .

Güçlü olmasına rağmen, flüoresan mikroskopisi, “renk bariyeri” ile engelleniyor; bu da, araştırmacıların bir seferde yalnızca beş yapı gördüğünü kısıtlıyor çünkü kullanılan flüoresan proteinleri, bir dizi belirgin olmayan tonlar yayıyor; sonuç olarak, beş genliğe Renk kategorileri.

Örneğin bir araştırmacı canlı bir beyin tümörlü doku örneğinde yüzlerce yapı ve farklı hücre tipini gözlemlemeye çalışıyorsa tek bir doku örneği üzerinde aynı anda sadece beş yapı görmeye kısıtlıdır. Beş kişiden fazlasını görmek isteseydi, beş yapıya kadar bir başka kümeyi tanımlamak için aynı flüoresan etiketleri kullanmak için son beş yapıyı tanımlamak ve etiketlemek için kullandığı floresan etiketlerdeki dokuları temizlemek zorunda kalacaktı. Görmek istediği beş yapıya kadar her set için bu işlemi tekrarlamak zorunda kalacaktı. Her seferinde azami beş yapı gözlemlemekle kalmaz, aynı zamanda dokuyu da temizlerken, o dokunun yaşamsal bileşenleri kaybolabilir veya hasar görebilir.

Lu Wei, araştırma konusunun baş yazarı ve Min laboratuarında doktora sonrası araştırmacı, “Aynı anda nasıl çalıştığımızı ve birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini görmek için hepsini aynı anda görmek istiyoruz” . “Biyolojik bir ortamda birçok bileşen var ve süreçleri gerçekten anlaması için her şeyi aynı anda görebilmeliyiz.”

Flüoresan mikroskopisine ek olarak, canlı hücreleri ve yapılarda karakteristik kimyasal bağlardan kaynaklanan titreşimleri gözle görülür hale getirerek çalışan doku yapılarını gözlemlemek için kullanılan çeşitli Raman mikroskopisi teknikleri bulunmaktadır. Geleneksel Raman mikroskopisi, flüoresan mikroskobunda eksikliği olan yüksek tanımlı renkleri üretir, ancak duyarlılığı eksiktir. Bu nedenle, yalnızca aynı kimyasal bağa sahip milyonlarca yapı varlığı yoluyla elde edilebilen güçlü, konsantre bir titreşim sinyali gerekir. Kimyasal bağlardan gelen sinyal yeterince güçlü değilse, ilgili yapıyı görselleştirmek imkansız hale geliyor.

Bu zorluğu çözmek için Min ve ekibi, Prof. Kimyadaki Virginia Cornish ve sinirbilisindeki Rafael Yuste, mevcut mikroskopi tekniklerinden yeni bir melezin peşinde.

Her iki dünyanın en iyisini birleştiren, yüksek duyarlılık ve seçiciliği bir araya getiren elektronik ön rezonans uyarılmış Raman saçılımı (epr-SRS) mikroskopisi adı verilen yeni bir platform geliştirdiler. Yenilikçi teknik, aşırı özgüllüğe sahip yapıları, önemli ölçüde daha düşük konsantrasyon ile tanımlar – bu yapıdaki varlığı geleneksel Raman mikroskobunda tanımlamak için gerekli olan milyonlarca aynı yapı yerine, yeni envanter tanımlama için yalnızca 30’u gerektirir. Bu teknik ayrıca ekip tarafından son derece modern bir teknoloji ile sinerjik bir şekilde çalışmak üzere tasarlanmış yeni bir etiketleme molekül takımından yararlanmaktadır. Moleküllerin güçlendirilmiş “renk paleti”, yalnızca beş flüoresan rengi ile sınırlandırılmak yerine, aynı anda 24 yapıya kadar görüntüleme imkanı veren etiketleme yeteneklerini genişletir.

Ekip epr-SRS platformunu beyin dokusunda başarıyla test etti. Wei, “Farklı hücrelerin birlikte çalıştığını gördük” dedi. “Bu, daha büyük bir renk paletinin gücü, aynı anda beyin dokusunda tüm bu farklı yapıları aynı anda aydınlatabiliyoruz Gelecekte onları gerçek zamanlı olarak izlemeyi umuyoruz.” Doktor, araştırmacıların bu tekniği kullandıklarını düşündükleri tek şey olmadığını beyinleri de ekledi. “Farklı hücre tipleri farklı işlevlere sahiptir ve bilim adamları aynı anda yalnızca bir hücre türünü incelerler, daha fazla renkle birlikte, birden çok hücrenin etkileşim halini kendi başına ve sağlıklı koşullarda birlikte ve sağlıklı koşullarda nasıl etkilediğini gözlemlemek için aynı anda inceleyebiliriz Hastalık hallerinde. ”

Min, pek çok olası uygulama içerdiğini belirtti ve mevcut ilaçlarla öldürmek zor olan tümörlerin tedavisinde bir gün tekniğin kullanılabileceğini de sözlerine ekledi. “Yapıların kanser hücrelerinde nasıl etkileşime girdiğini görebilirsek, belirli yapıları daha net hedeflemenin yollarını belirleyebiliriz” dedi. “Bu platform, çok sayıda bileşeni olan her şeyi anlamanın peşinde oyun oynayabilir.”

Kaynak:

Columbia Üniversitesi

Hakkında Gazi Kanlioglu

1983 Gaziantep doğumlu olan Gazi Kanlıoğlu, Lise eğitiminin ardından İzmir 9 Eylül Üniversitesi "Sağlık Yönetimi Bölümü" mezunu olarak hayatına devam ediyor. Şuanda Gaziantep'te özel bir hastanede hizmet veren Gazi Kanlıoğlu, Sitemizin "Sağlık" Kategorisinde yazılar hazırlamaktadır. Mail: gazikanlioglu@batitrakyahaber.com - Adres : Güvenevler Mah. No: 125/A Şehitkamil/Gaziantep - Tel: +90 538 470 91 27

Bu habere de bakabilirisiniz

Beslenme ve Ağız Sağlığı

Ağız ve diş sağlığı oldukça büyük önem taşıyan bir konu olmasından dolayı ağız hijyeninin sağlanması ...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir