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Iluminando celdas en 3-D
Una revolución en la microscopía óptica está permitiendo que los científicos se acerquen a estructuras nunca antes visualizadas con luz visible. Las nuevas técnicas de microscopía de súper resolución que se están desarrollando en varios laboratorios permiten a los científicos ver estructuras que alguna vez fueron demasiado pequeñas para ser vistas con un microscopio óptico, debido al límite de resolución inherente impuesto por la longitud de onda de la luz.
Usando una técnica llamada PALM, Harald Hess y sus colegas pueden identificar las posiciones de muchas proteínas de membrana diferentes en dos dimensiones.
Los científicos del campus de investigación agrícola Janelia del Instituto Médico Howard Hughes anunciaron recientemente la creación de una técnica llamada microscopía de localización fotoactivada interferométrica (iPALM), que les permite crear imágenes tridimensionales de estructuras dentro de las células con la resolución más alta vista hasta ahora con un microscopio óptico.
La técnica, cuyos detalles se publicaron recientemente en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , agrega una tercera dimensión a un enfoque anterior llamado PALM, que utiliza moléculas fluorescentes que se pueden encender y apagar para resolver los detalles de pequeñas estructuras bajo un microscopio óptico. Con PALM, solo una pequeña fracción de las moléculas fluorescentes dentro de una célula se enciende en un momento dado, transformando una neblina de luz en un conjunto relativamente escaso de puntos brillantes que se pueden resolver individualmente y que revelan la posición de las proteínas etiquetadas con fluorescentes. moléculas. Al unir muchas imágenes, los investigadores crean una imagen bidimensional completa.
Para agregar una tercera dimensión a PALM, los investigadores recurrieron a la interferometría, una técnica que se usa ampliamente para medir ángulos y distancias en la escala microscópica. La luz de las moléculas fluorescentes de la muestra se captura desde arriba y desde abajo, y los dos haces de luz se envían a un divisor de haz que los dirige a tres cámaras diferentes. La cantidad de luz que llega a cada cámara se puede utilizar para calcular la posición vertical de cada molécula fluorescente dentro de la muestra. Al final, podemos obtener la posición en las tres direcciones de una molécula en menos de 20 nanómetros, o aproximadamente 10 veces el tamaño de una proteína promedio, dice Harald Hess , la científica de Janelia Farm que dirigió el estudio. Haga clic aquí para ver imágenes de estructuras celulares creadas con iPALM.
John Sadat , profesor de bioquímica y biofísica en la Universidad de California en San Francisco, dice que el artículo es un tour de force para impulsar la resolución de los microscopios ópticos. Pero agrega que una de las ventajas y desventajas de utilizar una resolución espacial tan alta para la obtención de imágenes biológicas es que actualmente requiere que las células se eliminen y se fijen químicamente, por lo que no puede capturar eventos en tiempo real. El desafío para el campo, dice Sedat, es unir los avances en resolución espacial con imágenes en tiempo real de células vivas.
Gleb Shtengel, uno de los líderes de la nueva técnica, dice que aunque el tiempo requerido para combinar varias imágenes dificulta la captura de eventos de ritmo rápido con iPALM, estamos planeando expandirlo a imágenes de células en vivo de eventos de movimiento más lento.