Наномасштабные 3D-изображения молекул в живых клетках мозга

Новая техника флуоресцентной микроскопии позволила впервые в мире получить наномасштабные 3D-изображения молекул в целой живой клетке. Разработка принадлежит исследователям из Королевского технологического института (KTH).

Метод, названный 3-D pRESOLFT, способен создавать изображения с точностью, ранее доступной только электронной микроскопии. При этом он позволяет визуализировать белки в более широком масштабе, чем электронный микроскоп, и делает это без необходимости умерщвлять клетку и нарезать её на срезы.

«Здесь нам это не нужно. Клетки счастливо двигаются и выполняют важные функции», — говорит Илария Теста, доцент KTH и исследователь лаборатории SciLifeLab.

Как работает метод

Техника улучшает традиционную флуоресцентную микроскопию, используя комбинацию интерференционных паттернов с переключаемым флуоресцентным красителем, который можно включать и выключать, как выключатель света. При этом записывается большой объем параллельных изображений. Образец подвергается меньшему общему световому воздействию, что предотвращает его выцветание.

«Поскольку свет мягкий, мы можем рассматривать живые клетки, но с новой точностью — вплоть до масштаба 50 нм, что в **20 000 раз меньше человеческого волоса», — объясняет Теста.

Значение для нейробиологии

Метод был разработан для исследования локализации и функции нейрональных белков, особенно в синапсах и аксонах, где органеллы и белковые комплексы настолько скучены, что для их изучения требуется визуализация с высоким разрешением.

«Теперь мы можем видеть 3D-архитектуру клеток мозга и исследовать молекулы, которые считаем важными для обучения и формирования памяти, — понимать, как они меняют местоположение и форму при воздействии определенных стимулов», — говорит исследовательница.

Результаты работы с изображениями белков в нейронах гиппокампа были опубликованы в журнале Nature Biotechnology.