Et skridt nærmere virkeligheden

Diffusion er den proces, der lader farven spredes gennem te, men der er meget mere i det end det:Det er også et af de mest fundamentale principper, der ligger til grund for levende cellers indre funktion. Molekylernes evne til at bevæge sig ind i eller mellem celler bestemmer, hvor – og om – de kan udføre deres funktion. Følgelig, molekylers motilitet kan afsløre meget om deres opgaver i den levende organisme. Forskere bruger derfor såkaldte "FRAP"-assays (FRAP:Fluorescence Recovery After Photobleaching) til at undersøge diffusionskinetik, en metode etableret for mere end 40 år siden. Det tværfaglige team omkring Patrick Müller på Friedrich Miescher Laboratory i Max Planck Society i Tübingen, Tyskland, havde et nyt bud på denne form for eksperiment. I journalen Naturkommunikation de gør opmærksom på begrænsningerne ved allerede eksisterende analyseværktøjer til FRAP-assays – og tilbyder et fleksibelt og præcist alternativ:deres open-access software "PyFRAP".

I FRAP-assays, den tid, som fluorescerende molekyler skal bruge til at genopbygge et udbleget område, måles, dybest set vurdere, hvor hurtigt et mørkt prøveområde bliver lyst igen. Imidlertid, evalueringen af ​​de resulterende mikroskopbilleder er alt andet end triviel:Molekylær bevægelse afhænger af, blandt andet, på omgivelsernes form. Hvis en kompleks struktur tilnærmes med oversimplificerede geometrier for at lette analyse, de estimerede diffusionskoefficienter kan ligge langt fra de faktiske værdier. PyFRAP fungerer uden sådanne forenklede antagelser og tager i stedet mere realistiske, tredimensionelle strukturer i betragtning. Programmet simulerer derefter eksperimentet numerisk og bruger klassiske algoritmer til at tilpasse simuleringerne til de målte data.

Dr. Alexander Bläßle, hovedforfatter af publikationen, og hans kolleger har identificeret en række potentielle problemer med nuværende FRAP-analysemetoder og behandlet disse under udviklingen af ​​PyFRAP. Denne grundighed betalte sig:Sammenlignet med alternative programmer, PyFRAP leverer særligt pålidelige resultater, især under komplicerede forhold. Og dets fleksible startbetingelser giver også mulighed for evaluering af iFRAP-data (iFRAP:omvendt FRAP), et relativt nyt alternativ til FRAP, som er mindre skadeligt for sarte prøver.

Med tilgængeligheden af ​​en mere præcis analysemetode, nye applikationer til FRAP- eller iFRAP-assays kan nu opstå. Forfatterne påpeger, at deres software kan hjælpe med at udforske interaktionerne mellem molekyler i levende organismer:F.eks. det kunne hjælpe med at afgøre, om molekyler bremses ved at interagere med (måske hidtil uopdagede) bindingspartnere.

PyFRAP har potentiale til at etablere sig som et nyt standardanalyseprogram inden for grundforskning. I hvert fald det giver allerede et imponerende eksempel på fordelene ved konstant at udfordre etablerede strategier og ikke stille sig tilfreds med enkle, endnu mindre præcise løsninger.