Микроскоп, разработанный в MBL, отслеживает отдельные молекулы в живых клетках

Ученые из Морской биологической лаборатории (MBL) и их коллеги представили новый микроскоп, способный отслеживать положение и ориентацию отдельных молекул в живых клетках — наномасштабные измерения, которые до сих пор представляли значительную проблему.

Как сообщается на этой неделе в Proceedings of National Academy of Sciences, микроскоп «мгновенной флуоресцентной поляризации» команды дает новое представление о том, как клетки достигают направленных функций или сил.

«Все функции клеток направлены. Например, клетки движутся в определенном направлении или делятся в определенном месте и ориентации, чтобы две дочерние клетки были правильного размера. Это направление возникает из-за наномасштабного выравнивания молекул в клетках, которое может обнаружить этот микроскоп», — сказал ведущий автор Шалин Мехта, научный сотрудник кафедры радиологии Чикагского университета и исследователь MBL.

Понимание того, как работают клеточные компоненты, требует наблюдения в наномасштабе — за активностью молекул размером в миллиардные доли метра, которые собираются, образуя компоненты клетки и обеспечивая их функции.

«С помощью этого микроскопа мы можем увидеть ориентацию отдельной молекулы или сборки молекул, когда они образуют структуру более высокого порядка», — сказал соавтор Томоми Тани, доцент MBL. Микроскоп также может обнаруживать минимальные конформационные изменения, необходимые для функции белка.

Поляризационные световые микроскопы, итерации которых разрабатывались в MBL с 1950-х годов, используют «свойство света, невидимое человеческому глазу, для измерения молекулярного порядка ниже предела разрешения микроскопа», объяснил Мехта.

Команда использовала микроскоп для решения различных биологических вопросов в сотрудничестве с другими учеными в MBL, включая Эми Гладфелтер из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Клэр Уотерман из Национальных институтов здоровья (NIH).

«Это уникальная особенность работы в MBL, — сказал Мехта. — Мы смогли изучить три биологических вопроса, пока наш метод находился в разработке. Попытка решить каждый вопрос заставляла нас улучшать микроскоп и алгоритмы с каждой итерацией».