Микроскопия на основе рассеяния затухающего поля: более четкое изображение белков

Белки — одни из самых важных и разнообразных биомолекул в живых системах. Понимание их функций требует передовых методов микроскопии.

В новом исследовании группа под руководством Шаопена Вана из Университета штата Аризона описывает технику, которая позволяет визуализировать белки с беспрецедентной четкостью более простыми средствами, чем существующие методы. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Новый метод: микроскопия на основе рассеяния затухающего поля (ESM)

Метод ESM основан на оптическом явлении полного внутреннего отражения. Когда свет под определенным углом переходит из среды с высоким показателем преломления (например, стекла) в среду с низким показателем (например, воду), он полностью отражается, создавая затухающее поле. Это поле возбуждает молекулы (например, белки) на границе раздела стекло-вода, позволяя их детектировать.

Ключевые преимущества ESM:

  • Использует обычное покровное стекло вместо стекла с золотым покрытием.
  • Не требует меток (label-free): не нужны флуоресцентные красители, что упрощает подготовку образцов и не мешает естественным взаимодействиям.
  • Совместим с флуоресцентной микроскопией для перекрестной проверки.
  • Уменьшает эффект нагрева образца лазерным излучением.
  • Позволяет исследовать образцы на очень малой глубине (<100 нм), создавая оптический срез высокой четкости.

Демонстрация возможностей метода

В исследовании ESM успешно применили для детекции четырех модельных белков:

С помощью ESM удалось наблюдать белково-белковые взаимодействия, включая быстрые процессы связывания и диссоциации отдельных молекул. Понимание такой кинетики связывания критически важно для разработки лекарств.

Метод также продемонстрировал возможность наблюдения конформационных изменений в ДНК, подтверждая его мощность и универсальность.