Un microscop revoluționar ar putea dezvălui mecanismele ascunse ale vieții

Adaugă-ne ca sursă preferată

Urmărește-ne in Discover

Un microscop revoluționar bazat pe laser ar putea dezvălui o lume ascunsă din interiorul celulelor umane, deschizând o fereastră complet nouă asupra vieții și a bolilor.

Tehnologia îmbunătățește dramatic claritatea imaginii, permițându-le oamenilor de știință să examineze proteine mici pe care microscoapele electronice convenționale întâmpină dificultăți în a le surprinde.

În timp, aceasta ar putea dezvălui modul în care interacționează minusculele mașinării moleculare din interiorul celulelor, oferind o perspectivă fără precedent asupra funcționării ascunse a vieții.

Cu aproape un secol în urmă, o descoperire majoră în microscopie le-a oferit oamenilor de știință o cale complet nouă de a examina interiorul celulelor. Cunoscută sub numele de contrast de fază, tehnica a făcut ca structurile celulare anterior pale sau aproape invizibile să fie mult mai ușor de distins. Importanța ei a fost recunoscută prin acordarea unui Premiu Nobel în 1953.

Acum, fizicienii de la Universitatea din California, Berkeley, au adus același principiu în domeniul microscopiei electronice, o tehnologie capabilă să mărească obiectele de aproximativ 10.000 de ori mai mult decât microscoapele optice convenționale, scrie Sciencedaily.

Laserul dezvăluie structuri celulare ascunse

Cercetătorii au dezvoltat un dispozitiv numit „placă de fază cu laser”, care ar putea îmbunătăți semnificativ microscopia crio-electronică (cryo-EM).

Această metodă imagistică puternică a transformat studiul structurilor proteice și a ajutat la accelerarea descoperirii de noi medicamente în ultimul deceniu. Cu toate acestea, metoda are o limitare majoră: majoritatea proteinelor umane sunt atât de mici încât obținerea unor imagini clare rămâne extrem de dificilă.

Noua tehnologie laser ar putea ajuta la depășirea acestui obstacol, făcând posibilă obținerea de imagini cu proteine de până la o treime din dimensiunea celor care pun probleme microscoapelor actuale.

„Cryo-EM a devenit noua metodă cu cea mai rapidă dezvoltare pentru determinarea structurii macromoleculelor biologice, iar cryo-ET este așteptată să arate cum funcționează aceste molecule împreună în contextul lor celular natural”, a declarat Holger Müller, profesor de fizică la UC Berkeley și cercetător la Laboratorul Național Lawrence Berkeley, care a condus efortul de dezvoltare.

Inovația se bazează pe ceea ce cercetătorii descriu ca fiind cel mai intens laser cu undă continuă focalizată din lume.

O fereastră nouă asupra vieții și a bolilor

Acesta facilitează distingerea moleculelor mici, inclusiv a hemoglobinei, de mediul înconjurător. De asemenea, ar putea îmbunătăți vizibilitatea structurilor din interiorul celulelor, cum ar fi nucleul și mitocondriile.

Cu ajutorul celor de la Biohub, Müller a achiziționat un instrument avansat de cryo-EM și l-a echipat cu noua placă de fază cu laser. El a numit microscopul rezultat Theia, după titana din mitologia greacă asociată cu lumina și strălucirea.

„Theia este un microscop de Formula 1”, a spus Müller. „Are optică de electroni suplimentară care îi oferă o rezoluție mai bună decât cryo-EM standard, chiar și fără laser. Cu adăugarea plăcii de fază cu laser, sperăm că va deveni într-adevăr cel mai bun instrument din lume per ansamblu.”

Studiul echipei din Berkeley a fost publicat în revista Science.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Calea Lactee este unul dintre cele mai bune locuri pentru viață. Ce au arătat noi simulări ale Universului?

Un microb cu un genom minuscul contrazice tot ce se știa despre viața pe Pământ

Egiptenii antici sacrificau slujitorii faraonilor pentru a-i servi și în viața de apoi

Cercetătorii au provocat accidental o scurgere de metan în Marea Chinei de Sud. Ce s-a întâmplat cu viața marină?