mikroskopia SRS

Zobaczyć od wewnątrz ciało ludzkie… pod wideomikroskopem!

Mikroskopia in vivo być może stanie się nową „zabawką” dla chirurgów, którzy będą mogli obserwować komórki i molekuły ciała ludzkiego w ruchu. W rzeczywistości, technika mikroskopii SRS wykrywa molekuły w zależności od charakterystycznych wibracji ich połączeń chemicznych. Metoda ta, nad którą prace trwają od ponad dziesięciu lat, oparta jest na stymulowanym rozpraszaniu Ramana (SRS ang. Jeszcze kilka lat temu techniki mikroskopii stymulowanego rozpraszania Ramana pozwalały otrzymać zaledwie nieco ponad jeden obraz na minutę. Mikroskop ten być może bardzo szybko znajdzie zastosowanie w środowisku chirurgów - w czasie operacji posłuży do obserwowania określonych protein.

Czytaj więcej na ten temat: Zobaczyć od wewnątrz ciało ludzkie… pod wideomikroskopem!

Nanouszy służące do słuchania komórek, bakterii i wirusów

Najprawdopodobniej powstanie nowej dyscypliny mikroskopii akustycznej. Metody aktualnie opierają się na zasadzie ultradźwięków medycznych, które pozwalają zobaczyć wnętrze materii w skali mikrometrycznej. Posłużenie się szczypcami optycznymi ma pozwalać na badanie nie niszczące wnętrza, nawet komórek, w skali, którą można określić jako nanometryczną, czyli tam, gdzie żadna inna technika obserwacji nie może być użyta. Co to dla nas oznacza?. Technologie te mają pozwalać na usłyszenie i zidentyfikowanie wibracji akustycznych emitowanych przez komórki, bakterie albo jeszcze wirusy, w czasie ich przemieszczania albo oddychania.

Czytaj więcej na ten temat: Nanouszy służące do słuchania komórek, bakterii i wirusów

Nowa fluorescencyjna proteina trzy razy jaśniejsza niż inne

Rezultatem tych wysiłków jest całkiem nowa proteina CFP, nazwana m. Turquoise2. A naukowcy, wspólnym wysiłkiem wykazali, że jej poziom fluorescencji wynosi 93%, co jest poziomem nigdy wcześniej niespotkanym dla tego typu białka. Celem było zidentyfikowanie polipeptydów, które zostały ulepszone. Zespół ten posłużył się innowacyjną techniką przesiewania, aby przestudiować setki zmodyfikowanych molekuł CFP, mierząc długość trwania ich fluorescencji pod mikroskopem. Jednocześnie, na uniwersytecie w Amsterdamie pracowała trzecia ekipa, której przewodził Theodorus Gadella.

Czytaj więcej na ten temat: Nowa fluorescencyjna proteina trzy razy jaśniejsza niż inne

Perforyna: niebezpieczna proteina

Co jeszcze bardziej zaskakujące, mikroskopia elektronowa ujawniła, że struktura perforyn przypomina strukturę protein bakteryjnych toksycznych dla komórek ludzkich (listeria, gronkowiec, wąglik...). Jednakże, sposób działania perforyny był jeszcze mało znany przed ostatnią publikacją nowego artykułu w prestiżowym przeglądzie Nature. Wreszcie, sposób ten jednak został rozpracowany dzięki zastosowaniu techniki obrazowania molekularnego. Struktura bliska porom bakteryjnym. U człowieka, ogromna część przypadków limfohistiocytoz hemofagocytarnych, bardzo poważnych chorób odpornościowych, jest związana z mutacją genu perforyny.

Czytaj więcej na ten temat: Perforyna: niebezpieczna proteina

Sekret malarii rozszyfrowany przez mikrosokopię super rozdzielczości

Technika ta łączy mikroskopię elektronową, mikroskopię optyczną, a przede wszystkim - mikroskopię najnowsza i bardzo obiecującą, nazwaną mikroskopią super rozdzielczości (OMX 3D SIM). Pozwala ona na wizualizację obiektów w skali nanometrycznej, tak jak to robi mikroskop elektronowy, ale przy zachowaniu możliwości obserwacji ruchów, dzięki mikroskopii optycznej, oraz możliwości wizualizacji określonych obiektów dzięki fluoroscencji. Zastosowanie nowej techniki obrazowania pozwoliło właśnie na dokonanie postępów w wiedzy dotyczącej inwazji tego pasożyta u człowieka. Pierwsze dane, mające już jakieś czterdzieści lat, pozwoliły zobaczyć nieco jaśniej, przede wszystkim pod względem morfologicznym, etapy inwazji merozoitowej, ale jedynie u małp i ptaków. Jest to więc bardzo trudne zadanie dla naukowców: obserwacja w czasie rzeczywistym kolonizacji komórek, w przebiegu doświadczenia in vitro.

Czytaj więcej na ten temat: Sekret malarii rozszyfrowany przez mikrosokopię super rozdzielczości

Niespodzianka: gruczoły hormonalne również mają pamięć

Dzięki metodzie dwufotonowego obrazowania wapnia (mikroskopia fluoroscencyjna polegająca na stymulowaniu atomów wapnia przez dwa fotony), badacze byli w stanie odróżnić interakcje między komórkami produkującymi prolaktynę przed i po okresie karmienia młodych. Przed tym okresem, komórki te były w niewielkim stopniu ze sobą połączone. W momencie karmienia, komórki odpowiadają na laktację, zwiększając skoordynowaną komunikację międzykomórkową, połączenia funkcjonalne oraz produkcję tkankową. Produkcja prolaktyny, a więc i produkcja mleka u myszy są stymulowane, z jednej strony, poprzez zniesienie sygnału hamującego (dopaminergicznego) pochodzącego z mózgu, a z drugiej strony, poprzez zjawisko karmienia. Sekrecja prolaktyny zarządza całym wachlarzem odpowiedzi kluczowych, pozwalajacych karmić myszęta, włączając w to także produkcję mleka u myszy.

Czytaj więcej na ten temat: Niespodzianka: gruczoły hormonalne również mają pamięć