Nieuwe microscooptechniek om in levende cel te kijken

Ramanmicroscopie

Met behulp van Ramanmicroscopie is de vorming van nieuwe eiwitten en de afbraak van oude in levende weefsels te volgen (afb: Lu Wei)

Onderzoekers van de Columbia-universiteit (VS) hebben Ramanverstrooiing gebruikt om het doen en laten van eiwitten in een cel te kunnen bekijken, een levende, wel te verstaan. Die vrij nieuwe microscooptechniek, de onderzoekers borduurden voor op eerder werk, maakt het weer een stukje makkelijker om het complexe systeem dat leven heet zijn geheimen te ontfutselen. 

De nieuwe microscooptechniek zou een hoog oplossend vermogen hebben en het celleven niet erg storen. Met de techniek is te zien hoe eiwitten worden opgebouwd in het ribosoom en ook hoe uitgediende eiwitten worden afgebroken. Technisch zou het lastig zijn die synthese en afbraak in beeld te brengen, zonder die processen te verstoren, Methodes die tot nu toe gebruikt worden, werken met radioactieve aminozuren en kunnen alleen in dood materiaal worden uitgevoerd (wat je dan kan zien is mij een raadsel). Massaspectrometrie is invasief en niet bij levende systemen te gebruiken. Fluoresescentietechnieken gebruiken onnatuurlijke aminozuren en vereisen over het algemeen een niet fysiologische fixatie van de cellen.
Op zoek naar een oplossing, waarbij ook in levende cellen kan worden gekeken, combineerden onderzoeker Wei Min en medewerkers het chemisch merken van verbindingen met een  natuurkundige detectiemethode. Zij kozen voor een microscoop die werkt met gestimuleerde Ramaverstrooiing, waarbij de aminozuren (de bouwstenen van eiwitten) werden gemerkt met zwaar waterstof (deuterium). In de Raman-spectrocopie geeft een verbinding tussen een koolstof en een gewoon waterstofatoom een ander signaal dan een verbinding tussen een koolstof en een deuteriumatoom, terwijl deuterium en gewoon waterstof chemische hetzelfde gedrag vertonen. Met deze combinatie – en waarschijnlijk veel informatica – slaagden Min c.s. er al in 2013 in plaatjes te maken van de vorming van eiwitten.  Volgens Min heeft het recente onderzoek de techniek aanzienlijk verfijnd, waardoor nu ook de afbraak van eiwitten in beeld is te brengen.
Min slaagde er zelfs in de eiwitvorming in huntingtincellen te volgen, geassocieerd met de vrijwel gelijknamige hersenziekte (Huntington). “Met deze verbeterde techniek kunnen we veel beter dan bij de vorige demonstratie biologische activteit in eenvoudige cellijnen volgen”, zegt medeonderzoeker Lu Wei. In dit onderzoek slaagden de onderzoekers er in de ruimtelijke verdeling van eiwitten in stukjes hersenweefsel te tonen. Wei: Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat die niet giftig is en weinig verstoort, zelfs op de langere duur.” Met de microscooptechniek waren de onderzoekers in staat de eiwitsynthese ook in levende wezens (zebravisjes en muizen) te volgen. Min denkt dat de techniek niet alleen bij fundamenteel onderzoek kan worden ingezet, maar ook voor diagnose en therapie (bij mensen). Op zo’n moment vraag ik me toch af hoe je dat deuterium dan in de cellen van de te onderzoeken mensen moet krijgen. Het waarschijnlijkst is dat natuurlijk via de voeding, waarbij de te onderzoeken patiënt voedsel met deuteriumaminozuren zal moeten eten, maar dit is commentaar van een volslagen leek. Ik lees wel in de samenvatting van het artikel dat er iets te doen valt met de verdeling van methylgroepen over het eiwit. Misschien heb ik te snel geschreeuwd…Bron: Science Daily

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.