Přenášení barev na snímky elektronovým mikroskopem je složitý problém. Je možné věrohodně říci, že barva v tomto měřítku neexistuje, protože věci zobrazované elektronovým mikroskopem jsou menší než vlnová délka viditelného světla. Ale to nezabránilo vědcům zkoušet, nebo alespoň vyvíjet techniky, které by to přiblížily.
Související obsah
- Chválame nyní vynález mikroskopu
Poslední, popsaný v článku v Cell vědci z University of California, San Diego, připisuje umělým barvám biologické struktury, což nám může pomoci lépe porozumět strukturám a funkcím v buňkách. Jsou prvními, kteří použili tuto metodu na organický materiál, sladili až tři barvy a v jednom příkladu vypadali Golgiho oblast zeleně a plazmatická membrána červená.
"Do konvenční elektronové mikroskopie přidává spoustu dalších informací, " říká Stephen Adams, hlavní autor článku. "Doufáme, že to bude obecná technika, kterou lidé použijí pro mapování jakékoli molekuly s velmi vysokým rozlišením, opravdu, co chtějí."
Protože technologie, jako je tento, zvyšují rozlišení obrázků, mohlo by to vědcům umožnit nahlédnout do samotných buněk a podrobněji identifikovat těla v nich. Pod tradičním mikroskopem založeným na světle je nemožné si představit něco menšího než vlnová délka světla, které mikroskop používá, což je asi 250 nanometrů, vysvětluje Brian Mitchell, docent na buněčné a molekulární biologii na Northwestern University. "To je docela velká oblast, takže pokud se snažíte říct, že tento opravdu důležitý protein, který jste našli, je uvnitř membrány nebo na vnější straně membrány, je opravdu těžké říci, že když nemůžete dostat pod toto rozlišení 250 nm, “říká.
Mezitím mají černobílé obrazy generované elektronovým mikroskopem podobný problém: I když rozlišení, které rozsah poskytuje, je skvělé, může být obtížné rozlišit mezi různými buněčnými strukturami v šedé škále.
Technika, kterou použil Adams a společnost, je jakási kombinace světelné mikroskopie, která odrazí světlo od objektů, a elektronová mikroskopie, která odrazí elektrony od objektů. Nejprve pomocí obrazu generovaného světelným mikroskopem identifikují struktury, které chtějí zvýraznit. Zavádějí malé množství kovu vzácných zemin a překrývají s ním strukturu. Poté je podrobí elektronovému mikroskopu.
Když mikroskop vypálí elektrony na tkáň, někteří jdou přímo skrz a jiní zasáhnou silnější nebo těžší materiály a odrazí se zpět, něco jako rentgen. Několik z nich udeří do kovu vzácných zemin a tam přemístí elektron, což způsobí, že vyletí; spolu s přichází trochu energie, odlišné od konkrétního použitého kovu, a to je to, co jejich mikroskop měří. Tato technika se nazývá spektroskopie ztráty elektronové energie.
Adams zobrazoval buněčné struktury, jako je Golgiho komplex, proteiny na plazmatické membráně a dokonce proteiny na synapsích v mozku. "Pro mnoho biologických experimentů je užitečné mít velmi vysoké zvětšení, opravdu vidět, kde jsou tyto proteiny nebo kde je tato konkrétní molekula v buňce a co dělá, " říká. "Často vám dává představu o tom, co je funkce."
To není jen akademické, zdůrazňuje Mitchell. Vědět, co se děje uvnitř buňky, může být užitečné při diagnostice a léčbě onemocnění.
"Pokud máte protein, který se, řekněme, lokalizuje do nějaké buněčné substruktury ... a možná v této chorobné situaci protein nejde tam, kde má jít, " říká Mitchell. "Podíváte-li se na lokalizaci proteinu, říkáte:" Hej, tento protein nejde tam, kde má, to je pravděpodobně to, co je základem mechanismu, proč buňka nefunguje tak, jak má, a mohlo by to být základem, proč je tato nemoc dělá to, co dělá. ““
Článek Cell není jediným pokusem poskytnout barevné snímky z elektronových mikroskopů. Jednou z nich je korelační světelná elektronová mikroskopie, která značí buněčné struktury v obraze světelného mikroskopu fluorescenčními molekulami, aby je lokalizovala, pak je pomocí elektronového mikroskopu zobrazí a překryje dva obrazy. Dalším je imunogold značení, které váže zlaté částice na protilátky, a ty se pak objevují v elektronovém mikroskopu kvůli hustotě zlata. Ale každý má svůj vlastní problém: první vyžaduje dva různé obrázky z různých mikroskopů, což snižuje přesnost; a ten může způsobit nejasné zabarvení.
Papír byl poslední, kdo nese jméno Roger Tsien, nositele Nobelovy ceny, který zemřel v srpnu. Tsien byl nejlépe známý pro použití fluorescenčního proteinu z medúzy k osvětlení buněčných struktur.
"[Tento dokument] byl vyvrcholením téměř 15 let práce, takže si myslím, že je to další dědictví, které odešel, " říká Adams. "To je naděje, že to povede k novým myšlenkám a novým způsobům zlepšení elektronového mikroskopu a jeho užitečnosti."
