توسعه روش جدید میکروسکوپی نوری با تفکیک‌پذیری بالا در سه بُعد

دانشمندان موسسه پزشکی Howard Hughes واقع در دانشکده تحقیقاتی Janelia Farm فناوری تصویربرداری جدیدی توسعه داده‌اند که بالاترین تفکیک‌پذیری سه‌بعدی را که تاکنون با میکروسکوپ نوری گرفته شده است، ایجاد می‌کند. با استفاده از این روش می‌توان تصاویری بسیار شفاف از کوچک‌ترین اجزای سلولی تهیه کرد.

دانشمندان موسسه پزشکی Howard Hughes واقع در دانشکده تحقیقاتی Janelia Farm فناوری تصویربرداری جدیدی توسعه داده‌اند که بالاترین تفکیک‌پذیری سه‌بعدی را که تاکنون با میکروسکوپ نوری گرفته شده است، ایجاد می‌کند. با استفاده از این روش می‌توان تصاویری بسیار شفاف از کوچک‌ترین اجزای سلولی تهیه کرد.

با این ابزار جدید دانشمندان می‌توانند محل دقیق برچسب‌های فلورسانس را در تصاویر خود با دقت ۱۰ تا ۲۰ نانومتر (حدود ده برابر اندازه یک پروتئین معمولی) در هر سه بُعد مشخص نمایند. دانشمندان می‌گویند این فناوری جدید به آنها کمک می‌کند تا بفهمند چگونه مولکول‌های زیستی خود را به ساختارها و کمپلکس‌های سیگنال‌دهنده سازمان‌دهی کرده و عملکردهای سلول را موجب می‌شوند.

دانشمندان دانشکده تحقیقاتی Janelia Farm دو سال است که از یک روش میکروسکوپی نوری پیشرفته برای گرفتن تصاویر دوبعدی بهره می‌برند که محل دقیق پروتئین‌های برچسب‌خورده فلورسانس در آن مشخص است؛ این روش جدید بُعد سوم را نیز به روش قبلی می‌افزاید. این محققان برای توسعه این روش میکروسکوپی دوبعدی به سه بعدی، از راهبردی استفاده کردند که به طور وسیعی در صنعت برای اندازه‌گیری فواصل بسیار کم(مثلاً برای اندازه‌گیری تغییرات بسیار کوچک در ارتفاع سطح یک تراشه رایانه‌ای) استفاده می‌شود.

هارالد هس و همکارانش از دانشکده تحقیقاتی Janelia Farm این روش را که به نام تداخل‌سنجی معروف است، تغییر دادند تا با مولکول‌های فلورسانسی که زیست‌شناسان اغلب برای تصویربرداری از پروتئین‌ها استفاده می‌کنند، سازگاری یابد. زمانی که روش تداخل‌سنجی با روش میکروسکوپی متمرکز فعال‌شده نوری (PALM) با تفکیک‌پذیری بسیار بالا ترکیب شد، محققان توانستند معماری سه‌بعدی ساختارهای سلولی را به طور دقیق مشاهده کنند.

هس که رهبری این گروه پژوهشی را بر عهده داشت می‌گوید: «این روش ابزار بسیار خوبی برای حل مشکلات در سطح ساختار مولکولی خواهد بود.»

هس و همکارانش از موسسه ملی سلامت، دانشگاه ایالتی فلوریدا، و دانشکده تحقیقاتی Janelia Farm نام ابزار جدید خود را میکروسکوپی متمرکز فعال‌شده نوری تداخل‌سنج (iPALM) گذاشته‌اند؛ این دانشمندان تصاویر دقیقی از ساختارهای سه‌بعدی که قبلاً قابل تصویربرداری با میکروسکوپی نوری نبودند، به دست آورده‌اند. گالری تصاویر آنها شامل عکس‌هایی از میکرولوله‌های داخل سلول، دو لایه از غشای بیرونی سلول، و چسبندگی‌های نقطه‌ای است که سلول را به محیط اطراف خود متصل می‌کنند.

برخی از این تصاویر در مقاله‌ای که در تاریخ ۲ فوریه ۲۰۰۹ در مجله Proceedings of National Academy of Science منتشر شده است، آورده شده‌اند.