Новый микроскоп UMass Amherst видит отдельные молекулы
Исследователи из Университета Массачусетса в Амхерсте разрабатывают новый микроскоп со сверхвысоким разрешением, позволяющий видеть молекулы в 100 раз меньше, чем доступно традиционной световой микроскопии. Физик Дженнифер Росс и биолог Патрисия Уодсворт получили грант в $684 000 от Национальных институтов здоровья (NIH) на создание прибора, объединяющего две передовые флуоресцентные методики.
Ключевые технологии
Микроскоп использует методы Stochastic Optical Reconstruction Microscopy (STORM) и Fluorescence Photoactivated and Localization Microscopy (FPALM). UMass Amherst — второй университет в США, где применяется STORM.
Решаемые проблемы традиционной микроскопии
- "Слепящий свет": при одновременной флуоресценции всех помеченных белков в клетке возникает засветка, мешающая увидеть отдельные молекулы.
- Размытие изображения: молекулы могут казаться в 50 раз больше своего реального размера из-за флуоресцентного ореола.
Принцип работы нового метода
- Флуоресцентные метки оснащены "световым выключателем".
- С помощью слабого пурпурного света исследователь может активировать метки по отдельности.
- Свечение каждой метки длится несколько секунд, после чего она "гаснет". Затем активируется следующая группа.
- Компьютер, используя специальный математический алгоритм, определяет центр свечения каждой молекулы с точностью до 20 миллиардных долей метра (вместо 200).
- Это позволяет построить карту расположения индивидуальных белков.
Научные приложения
Основная цель — изучение белка тубулина и его роли в контроле деления клеток в реальном времени, внутри живых клеток. Это может дать новое понимание механизмов неконтролируемого роста клеток, ведущего к раку.