Aducerea culorilor la imagini la microscopul electronic este o problemă dificilă. Se poate spune plauzibil că culoarea nu există la această scară, deoarece lucrurile imaginate de un microscop electronic sunt mai mici decât lungimea de undă a luminii vizibile. Dar asta nu a împiedicat oamenii de știință să încerce, sau cel puțin să dezvolte tehnici pentru a-l aproxima.
Continut Asemanator
- Să lăudăm acum invenția microscopului
Cel mai recent, descris într-un articol din Cell de oamenii de știință de la Universitatea din California, San Diego, acordă culoarea artificială structurilor biologice, ceea ce ne-ar putea ajuta să înțelegem mai bine structurile și funcțiile din celule. Ei sunt primii care folosesc această metodă pe material organic, potrivind până la trei culori și făcând, într-un exemplu, o regiune Golgi să pară verde și o membrană plasmatică roșie.
„Adaugă o mulțime de informații suplimentare la microscopia electronică convențională”, spune Stephen Adams, autorul principal al lucrării. „Sperăm că va fi o tehnică generală pe care oamenii o vor folosi pentru această cartografiere de rezoluție foarte înaltă a oricărei molecule, într-adevăr, pe care vor să o facă.”
Deoarece tehnologiile de acest gen stimulează rezoluția de imagini, ar putea permite oamenilor de știință să arunce o privire în interiorul celulelor și să identifice mai detaliat corpurile din interiorul lor. În cadrul unui microscop tradițional, bazat pe lumină, este imposibil să ne imaginăm ceva mai mic decât lungimea de undă a luminii pe care o folosește microscopul, care este în jur de 250 de nanometri, explică Brian Mitchell, profesor asociat de biologie celulară și moleculară la Universitatea Northwestern. „Este o zonă destul de mare, așa că dacă încercați să spuneți că această proteină cu adevărat importantă pe care ați găsit-o se află în interiorul unei membrane sau în exteriorul unei membrane, este foarte greu să spuneți asta când nu puteți ajunge sub această rezoluție de 250 nm ”, spune el.
Între timp, imaginile alb-negru generate de un microscop electronic au o problemă similară: în timp ce rezoluția pe care o oferă sfera este mare, poate fi greu de distins între diferite structuri celulare la scară gri.
Tehnica Adams și compania folosită este un fel de combinație de microscopie ușoară, care respinge lumina de obiecte și microscopie electronică, care respinge electronii în afara obiectelor. În primul rând, utilizează o imagine generată la microscop ușor pentru a identifica structurile pe care doresc să le evidențieze. Acestea introduc o cantitate mică de metale rare și acoperă structura cu aceasta. Apoi o supun la un microscop electronic.
Când microscopul aprinde electroni la țesut, unii trec direct, iar alții lovesc materiale mai groase sau mai grele și se întorc înapoi, cam ca o radiografie. Câțiva lovesc metalul din pământuri rare și mută un electron acolo, făcându-l să zboare afară; odată cu vine un pic de energie, deosebit de metalul special folosit, iar acest lucru măsoară microscopul lor. Tehnica se numește spectroscopie cu pierderi de energie electronică.
Adams a imaginat structuri celulare precum complexul Golgi, proteine pe membrana plasmatică și chiar proteine la sinapsele din creier. „Pentru multe experimente biologice, este util să avem această mărire foarte mare, pentru a vedea cu adevărat unde se află aceste proteine sau unde se află această moleculă specială în celulă și ce face”, spune el. „Deseori vă oferă o idee despre funcția respectivă.”
Nu este doar academic, subliniază Mitchell. Știind ce se întâmplă în interiorul unei celule poate fi util în diagnosticul și tratamentul bolii.
„Dacă aveți o proteină care, să zicem, localizează o anumită substructură celulară ... și poate în situația respectivă, boala proteina nu merge acolo unde ar trebui să meargă”, spune Mitchell. „Privind la localizarea proteinei, spuneți, „ hei, această proteină nu merge acolo unde trebuie, probabil că este la baza mecanismului de ce celula nu funcționează așa cum trebuie, și ar putea sta la baza motivului pentru care această boală face ce face. ””
Articolul Cell nu este singura încercare de a furniza imagini color de la microscopurile electronice. Una dintre altele este microscopia electronică ușoară corelativă, care etichetează structurile celulare într-o imagine de microscop ușor cu molecule fluorescente pentru a le localiza, apoi folosește un microscop electronic pentru a le imagina și suprapune cele două imagini. Altă este etichetarea imunogoldă, care leagă particulele de aur de anticorpi, iar cele care apar apoi într-o imagine la microscop electronic din cauza densității aurului. Dar fiecare are propria problemă: prima necesită două imagini diferite, de la microscopuri diferite, reducând precizia; iar acesta din urmă poate da o colorare neclară.
Lucrarea a fost ultima care a purtat numele lui Roger Tsien, un chimist câștigat cu premiul Nobel, care a murit în august. Tsien a fost cel mai cunoscut pentru utilizarea unei proteine fluorescente din meduze pentru a ilumina structurile celulare.
„[Această lucrare] a fost punctul culminant al celor aproape 15 ani de muncă, așa că cred că este o altă moștenire care a rămas”, spune Adams. „Aceasta este speranța că va duce la noi idei și noi moduri de îmbunătățire a microscopului electronic și utilitatea acestuia.”
