Ny teknik farver biomolekyler i væv

En ekstra detektor på et elektronmikroskop kan hjælpe med at bestemme, hvilke molekyler der findes i hvilke dele af en celle. Dette rapporterer forskere ved UMCG og Delft University of Technology i en artikel offentliggjort i dag i tidsskriftet Videnskabelige rapporter . "Denne detektor gør os i stand til at tildele en farve til molekyler i en celle, "siger Ben Giepmans, teamlederen fra Groningen. "Flerfarvede elektronmikroskoper er en ny tilføjelse til medicinsk forskning, og de kunne generere interessante resultater."

Elektronmikroskoper kan zoome i store detaljer, dermed synliggøres de mindste strukturer i en celle. De er derfor meget mere præcise end optiske mikroskoper, som har eksisteret meget længere. "Men et elektronmikroskop viser altid billeder i grå skalaer, ", forklarer Giepmans. "Vi har nu demonstreret, at du kan introducere farve med denne detektor. Du kan sammenligne det med Google Earth – satellitbilleder giver et godt indtryk af, hvordan en lille del af jorden ser ud, men hvis du farver vejene og byerne, det er meget nemmere at finde dine pejlinger. Tilsvarende hvis du farver molekyler, du gør det nemmere at se, hvilke biologiske strukturer du kigger på."

Identificerende elementer

Forskerne brugte en detektor, der var udviklet til materialevidenskab. Delfts teamleder Jacob Hoogenboom siger, "Vi købte detektoren for at studere ekstremt små strukturer til halvlederindustrien. Vi arbejdede allerede med UMCG på andre projekter. De havde brugt sammenlignelige teknikker til at farve biologiske prøver, men dette gav kun to farver. Så vi tænkte, at vi ville studere dem med denne detektor, også." Detektoren kan identificere hver enkelt byggesten af ​​molekyler, herunder nitrogen, fosfor, svovl, jern og andre metaller. Giepmans siger, "DNA indeholder meget fosfor, for eksempel. Hvis vi kortlægger fosforet i en celle og tildeler det en farve, vi kan se, hvor DNA'et er."

Ansøgning

Forskerne anvendte teknikken til deres eget forskningsfelt, type 1 diabetes. "Vi kiggede på cellerne i bugspytkirtlen hos en rotte, der var følsom over for type 1-diabetes. Vi kunne tydeligt identificere de forskellige celler i bugspytkirtlen. Insulinproducerende celler fik en farve fra svovlet, fordi insulin indeholder meget svovl, hvorimod celler, der producerer glukagon, fik en anden farve, fordi det hormon indeholder andre elementer."

Væv blev identificeret i Groningen og sendt til Delft, hvor den nye detektor blev brugt til at analysere bestemte regioner. Dette førte til overraskende observationer. "I denne rotte, vi kunne se stoffer i dele af bugspytkirtlen, hvor de normalt ikke findes, "Forklarer Giepmans. UMCG har nu sin egen" farve EM "detektor, og Giepmans modtager allerede cellemateriale fra ind- og udland, så han kan teste den nye teknik.

Forskerne er ikke de første til at farve grundstoffer ved hjælp af et elektronmikroskop. "I en tidligere undersøgelse, de kunne kun farve to stoffer. Vi kan nu måle og farve mange forskellige elementer på samme tid. Jeg vidste, at det måtte være muligt. Jeg drømte om det i lang tid, men det kom først i gang, da vi begyndte at arbejde med Delft og brugte deres detektor på vores væv." Tværfagligt samarbejde førte til konkrete resultater. "Det, der måske er bedst ved denne teknik, er, at den er overkommelig. Det er virkelig et nyt mikroskopiværktøj, som vi allerede bruger til mange forskningsgrupper."

For billeder fra farveelektronmikroskopet, se:nanotomy.org.