Поставянето на цветни изображения на електронни микроскопи е труден проблем. Може да се каже, че цветът не съществува в този мащаб, тъй като нещата, изобразени с електронен микроскоп, са по-малки от дължината на вълната на видимата светлина. Но това не е спряло учените да се опитват или поне да разработят техники за приближаването им.
Свързано съдържание
- Нека сега да похвалим изобретението на микроскопа
Последното, описано в статия в Cell от учени от Калифорнийския университет в Сан Диего, придава изкуствен цвят на биологичните структури, което би могло да ни помогне да разберем по-добре структурите и функциите в клетките. Те са първите, които използват този метод върху органичен материал, като съвпадат до три цвята и правят, в един пример, зоната на Голджи изглежда зелена, а плазмената мембрана - червена.
„Това добавя много допълнителна информация към конвенционалната електронна микроскопия“, казва Стивън Адамс, водещ автор на статията. "Надяваме се, че това ще е обща техника, която хората ще използват за това много високо разделително картиране на всяка молекула, която наистина искат."
Тъй като технологии като тази увеличават разделителната способност на изображенията, това би могло да позволи на учените да надникнат в самите клетки и да идентифицират телата в тях по-подробно. Под традиционен светлинен микроскоп е невъзможно да се изобрази нещо по-малко от дължината на вълната на светлината, която микроскопът използва, което е около 250 нанометра, обяснява Брайън Мичъл, доцент по клетъчна и молекулярна биология в Северозападния университет. „Това е доста голяма област, така че ако се опитвате да кажете, че този наистина важен протеин, който сте намерили, е от вътрешната страна на мембраната или от външната страна на мембраната, наистина е трудно да се каже, че когато не можете слезе под тази 250 nm разделителна способност “, казва той.
Междувременно черно-белите изображения, генерирани от електронен микроскоп, имат подобен проблем: Докато резолюцията, която предлага обхватът, е голяма, може да е трудно да се разграничат различните клетъчни структури в сива скала.
Използваната техника на Адамс и компания е нещо като комбинация от светлинна микроскопия, която отскача светлината от обектите, и електронна микроскопия, която отскача електроните от обектите. Първо, те използват изображение, генерирано от светлинен микроскоп, за да идентифицират структурите, които искат да подчертаят. Те въвеждат малко количество рядкоземен метал и наслагват структурата с него. След това го подлагат на електронен микроскоп.
Когато микроскопът изстрелва електрони в тъканта, някои преминават право, а други удрят по-дебели или по-тежки материали и отскачат назад, нещо като рентген. Някои от тях удрят редкоземния метал и изместват там електрон, причинявайки му да излети; заедно с идва малко енергия, различна от конкретния използван метал, и това е, което измерва техният микроскоп. Техниката се нарича електронна спектроскопия за загуба на енергия.
Адамс има образни клетъчни структури като комплекса Голджи, протеини на плазмената мембрана и дори протеини в синапсите в мозъка. „За много биологични експерименти е полезно да имате толкова голямо увеличение, за да видите наистина къде са тези протеини или къде тази конкретна молекула е в клетката и какво прави“, казва той. „Често ви дава представа каква е функцията.“
Това не е само академично, подчертава Мичъл. Знаейки какво се случва вътре в клетката може да бъде полезно при диагностицирането и лечението на болестта.
"Ако имате протеин, който, да речем, се локализира към някаква клетъчна подструктура ... и може би в тази болестна ситуация протеинът не отива там, където трябва да отиде", казва Мичъл. „Като погледнете локализацията на протеина, казвате:„ ей, този протеин не отива там, където трябва, вероятно това е в основата на механизма защо клетката не функционира по начина, по който би трябвало, и може да е в основата на това заболяване прави това, което прави. ""
Статията на Cell не е единственият опит за предоставяне на цветни изображения от електронни микроскопи. Друга е корелативната светлинна електронна микроскопия, която маркира клетъчните структури в изображение на лек микроскоп с флуоресцентни молекули, за да ги локализира, след това използва електронен микроскоп за изобразяването им и наслагва двете изображения. Друго е имунологичното етикетиране, което свързва златните частици с антителата, а тези след това се появяват в изображение на електронен микроскоп поради плътността на златото. Но всеки има свой проблем: първият изисква две различни изображения, от различни микроскопи, намалявайки прецизността; и последният може да даде неясни петна.
Документът беше последният, носещ името на Роджър Циен, химик, носител на Нобелова награда, който почина през август. Циен е бил най-известен с използването на флуоресцентни протеини от медузи за осветяване на клетъчните структури.
„[Този документ] беше кулминацията на почти 15 години работа, така че смятам, че е останало наследство от него“, казва Адамс. „Това е надеждата, че това ще доведе до нови идеи и нови начини за подобряване на електронния микроскоп и неговата полезност.“
