De nucelolus (afb: WikiMedia Commons)

Er zouden nu beelden van zelfs moleculen in levende cellen gemaakt kunnen worden zonder dat daar  kleurstoffen of fluorescente merkers bij te hoeven worden gebruikt. Volgens de Japanse onderzoekers zouden de beelden meer detail hebben dan ooit eerder vertoond. Australische onderzoekers hebben ook een simpele (microscoop)verbetering te melden.
“Ons systeem is gebaseerd op een simpel idee”, zegt Takuro Ideguchi van de universiteit van Tokio. De nieuwe techniek is een fusie van twee reeds bestaande beeldtechnieken. “We verbeelden de zwart/witgrenzen van de cel en we kleuren de rest in afhankelijk van de aanwezige moleculen”, zegt de onderzoeker.
Kwantitatieve fasemicroscopie (een van de twee gebruikte technieken) verzamelt informatie over die begrenzing met behulp van lichtpulsjes. Daarvan wordt de verschuiving in golflengte gemeten nadat ze het monster zijn gepasseerd. Dat levert een ruimtelijk beeld op in zwart/wit. Met de molecuultrillingstechniek wordt informatie verkregen over de aanwezige moleculen. Die techniek maakt gebruik van lichtpulsjes uit het nabije infrarood. Daardoor gaan die moleculen (extra) trillen. De informatie die daaruit wordt gehaald wordt omgezet kleuren die het voorkomen van bepaalde moleculen weergeven.

De onderzoekers maken een opname met de kwantitatieve fasemicroscoop als de ir-pulsjes uitgeschakeld zijn én als die ingeschakeld zijn. Het verschil geeft de structuur aan van de belangrijkste structuren in de cel en hun posities. De onderzoekers duiden hun techniek aan met de moeizame benaming biochemische kwantitatieve faseafbeelding met midinfrarood fotothermisch effect.

Onder de indruk

Ideguchi: “We waren onder de indruk toen we de eerste trillingskarakteristiek van eiwitten zagen. Heel opmerkelijk kwam dat signaal van dezelfde plek als de nucleolus (een cellichaampje in de celkern; as), een intracellulaire structuur waar je veel eiwitten verwacht.” Hij verwacht dat met deze techniek meer inzicht zal worden verschaft over de organisatie in een cel. Daar de golflengte van de ir-pulsjes te variëren kunnen baalde (groepen) moleculen worden onderscheiden zoals eiwitten, vetten of kernzuren (RNA, DNA).

Nu duurt het nog zo’n 50 s of langer om een opname te maken. De onderzoekers denken dat sterk te kunnen verbeteren door, onder meer, een sterkere lichtbron en een gevoeliger camera.

Eenmolecuulfluorescentiemicroscoop

Een eenmolecuulfluorescentieopname van een T-cel; paars zijn receptoren, groen het enzym CD45-fosfatase (afb: univ NZW)

Bijna te zelfder tijd presenteerden onderzoekers van de universiteit van Nieuw Zuid-Wales (Aus) een verbetering van de eenmolecuulfluorescentiemicroscoop. Ook die onderzoekers hebben het over een simpele oplossing, waarbij de onzekerheid in de locatie van moleculen (zo’n 20 tot 30 nm) wordt weggepoetst door, in dit geval, gebruik te maken van een terugkoppelingssysteem. Ook deze beeldtechniek is bedoeld voor de bestudering van levende cellen.

Bron: Alpha Galileo