Το RNA απεικονίστηκε σε εξαιρετικά υψηλή ανάλυση σε ζωντανά κύτταρα

Η μέθοδος βασίζεται σε έναν νέο μοριακό δείκτη που ονομάζεται απταμερές δέσμευσης ροδαμίνης για μεθόδους

απεικόνιση υπερ-ανάλυσης (RhoBAST).Αυτός ο δείκτης φθορισμού που βασίζεται σε RNA χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τη χρωστική ροδαμίνη. Λόγω των χαρακτηριστικών τους ιδιοτήτων, ο δείκτης και η βαφή αλληλεπιδρούν με πολύ συγκεκριμένο τρόπο, γεγονός που προκαλεί τη λάμψη μεμονωμένων μορίων RNA. Στη συνέχεια μπορούν να γίνουν ορατά χρησιμοποιώντας μικροσκοπία εντοπισμού ενός μορίου (SMLM), μια τεχνική απεικόνισης υπερ-ανάλυσης. Λόγω της έλλειψης κατάλληλων δεικτών φθορισμού, η άμεση παρατήρηση του RNA με τη χρήση μικροσκοπίας οπτικού φθορισμού έχει περιοριστεί σοβαρά μέχρι σήμερα.

Το RhoBAST αναπτύχθηκε από ερευνητές του ΙνστιτούτουΦαρμακευτικής και Μοριακής Βιοτεχνολογίας (IPMB) στο Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης και του Ινστιτούτου Εφαρμοσμένης Φυσικής (APH) στο KIT. Ο δείκτης που δημιούργησαν είναι γενετικά κωδικοποιημένος, που σημαίνει ότι μπορεί να συγχωνευθεί με το γονίδιο οποιουδήποτε RNA που παράγεται από το κύτταρο. Το ίδιο το RhoBAST δεν είναι φθορίζον, αλλά φωτίζει την κυτταροδιαπερατή βαφή ροδαμίνης, δεσμευόμενη σε αυτήν με πολύ συγκεκριμένο τρόπο.

«Αυτό οδηγεί σε απότομη αύξησηφθορισμός που επιτυγχάνεται από το σύμπλεγμα RhoBAST, το οποίο αποτελεί βασική προϋπόθεση για τη λήψη εξαιρετικών εικόνων φθορισμού. Ωστόσο, για απεικόνιση RNA υπερ-ανάλυσης, ο δείκτης χρειάζεται πρόσθετες ιδιότητες».

Murat Zunbül από το IPMB

Οι ερευνητές έχουν βρει ότι κάθε μόριοη βαφή ροδαμίνης παραμένει δεσμευμένη στο RhoBAST για περίπου ένα δευτερόλεπτο πριν αποκολληθεί ξανά. Μετά από λίγα δευτερόλεπτα, αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται με ένα νέο μόριο βαφής. Είναι πολύ σπάνιο να βρεθούν ισχυρές αλληλεπιδράσεις, για παράδειγμα, μεταξύ RhoBAST και ροδαμίνης, σε συνδυασμό με εξαιρετικά γρήγορη μεταβολική κινητική. Δεδομένου ότι η ροδαμίνη ανάβει μόνο μετά τη δέσμευση στο RhoBAST, η συνεχής αλληλουχία των επανεμφανιζόμενων αλληλεπιδράσεων μεταξύ του δείκτη και της βαφής οδηγεί σε συνεχή «αναβοσβήνει». Αυτό το "on-off" είναι ακριβώς αυτό που χρειάζεστε για απόδοση.

Ταυτόχρονα, το σύστημα RhoBAST λύνει άλλοένα σημαντικό πρόβλημα. Οι εικόνες φθορισμού συλλέγονται με έκθεση σε φως λέιζερ, το οποίο με την πάροδο του χρόνου διαλύει τα μόρια βαφής. Η ταχεία αλλαγή βαφής εξασφαλίζει ότι οι φωτολευκανμένες βαφές αντικαθίστανται με φρέσκες. Αυτό σημαίνει ότι μεμονωμένα μόρια RNA μπορούν να παρατηρηθούν για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ανάλυση της εικόνας.

Ερευνητές από τη Χαϊδελβέργη και την Καρλσρούη κατάφερανεπιδείξτε τις ανώτερες ιδιότητες του RhoBAST οπτικοποιώντας τις δομές RNA εντός των εντερικών βακτηρίων (Escherichia coli) και καλλιεργημένα ανθρώπινα κύτταρα με ανώτερη ακρίβεια εντοπισμού. Οι επιστήμονες μπόρεσαν να αποκαλύψουν λεπτομέρειες προηγούμενων αόρατων υποκυτταρικών δομών και μοριακών αλληλεπιδράσεων που περιλαμβάνουν RNA χρησιμοποιώντας μικροσκοπία φθορισμού εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης. Αυτό θα παρέχει μια ουσιαστικά νέα κατανόηση των βιολογικών διεργασιών.

Δείτε επίσης:

Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα ανάλογο μιας μαύρης τρύπας και επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Hawking. Πού οδηγεί;

Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το όριο ταχύτητας στον κβαντικό κόσμο