Professor udvikler mikroskopiteknikker med superopløsning

For forskere, der udvikler livreddende medicin, at vide, hvordan celler interagerer og kommunikerer med hinanden, er en vigtig del af puslespillet. Problemet er, at kunne se disse interaktioner gennem et mikroskop har ikke altid været muligt. Men nu, tak til University of New Mexico lektor Keith Lidke, en ny teknik har åbnet døren for at give forskere et bedre overblik over mobilinteraktioner.

Teknikken, udgivet i år i Biomedicinsk optik Express , kaldes enkelt objektiv lysarkmikroskopi og forbedrer en eksisterende metode til fluorescensmikroskopi.

Ifølge Lidke, der arbejder i UNMs Institut for Fysik og Astronomi, traditionelle fluorescensmikroskopiteknikker kan kun give forskere et meget begrænset syn på de celler, de kigger på, og udsætter prøven for en overflod af lys, der forringer billedkvaliteten og fører til celleskader gennem fototoksicitet.

"Hvad lysarkmikroskopi gør, er at give os mulighed for at oprette et lysark, der matcher nøjagtigt det brændplan, vi fotograferer, "forklarede han." Vi reducerer lyseksponeringen, og vi reducerer baggrundsstøj i systemet, så i levende celler, der giver os mulighed for at se fluorescerende proteiner med nok signal til at se på dynamikken i disse proteiner. "

En ny tilgang til denne teknik, udviklet af Lidke, hans forskningsgruppe og samarbejdspartnere på Sandia National Laboratories, overvinder disse fremtrædende problemer og gør det muligt at udføre lysarkmikroskopi ved hjælp af almindelige mikroskoper, der findes i de fleste cellebiologiske laboratorier.

Mens Lidkes teknik stadig er i sine tidlige stadier, han har allerede modtaget stor interesse fra forskere på UNM og i hele landet på grund af den unikke udsigt, udstyret kan give. Ifølge Lidke, celler fungerer gennem signalveje, som er en række protein-protein-interaktioner. Men, præcis hvordan disse interaktioner fungerer, er ikke klart på grund af mangel på teknologi til rådighed for at se disse begivenheder ske i levende celler.

"Det, vi forsøger at gøre, er at udvikle denne lysarkteknologi til at se disse interaktioner i levende celler, "sagde Lidke." Og, hvis vi kan forstå, hvordan det fungerer, kan nogen muligvis målrette en terapi til en dysreguleret signalvej. "

I det væsentlige, teknikken har evnen til at hjælpe med at besvare spørgsmål om, hvordan celler kommunikerer og fungerer internt, gør det muligt for forskere at udvikle medicin eller terapier, der udnytter disse interaktioner.

"At vide, at vores arbejde har en potentielt værdifuld applikation, får virkelig det, vi laver hver dag, til at føle sig ekstremt vigtigt, "Sagde Lidke.

Den nye teknik gøres mulig gennem to forskellige komponenter; en specialiseret optisk vedhæftet fil, der skaber lysarket og en højt konstrueret mikrofluidikechip, der holder prøven. Lidkes gruppe er ansvarlig for at skabe den optiske komponent, der blev udviklet som en vedhæftet fil til de fleste epi-fluorescerende mikroskoper som en måde at gøre teknikken brugbar for et stort publikum. Samarbejdspartnere på Sandia National Labs arbejdede sammen med gruppen for at udvikle mikrofluidikechippen, som har et integreret spejl i den, der giver dem mulighed for at oprette lysarket ved hjælp af et enkelt objektiv. Sammen, disse to stykker giver forskere mulighed for at se mobilinteraktion på et helt nyt niveau.

Lige nu, Lidke siger, at han arbejder sammen med teamet hos Sandia for at udvikle en forbedret, næste generations chip, som han forventer at blive gjort kommercielt tilgængelig for forskere.