RNA je vizualizirana na ultra visokoj razlučivosti u živim stanicama

Metoda se temelji na novom molekularnom markeru koji se naziva aptamer koji veže rodamin za metode

slike u super-razlučivosti (RhoBAST).Ovaj fluorescentni marker na bazi RNK koristi se u kombinaciji s bojom rodamin. Zbog svojih karakterističnih svojstava, marker i boja međusobno djeluju na vrlo specifičan način, što uzrokuje sjaj pojedinih molekula RNK. Zatim se mogu učiniti vidljivima pomoću lokalizacijske mikroskopije jedne molekule (SMLM), tehnike slikanja u super rezoluciji. Zbog nedostatka odgovarajućih fluorescentnih markera, izravno promatranje RNA pomoću optičke fluorescentne mikroskopije do danas je bilo ozbiljno ograničeno.

RhoBAST su razvili istraživači s Institutafarmacije i molekularne biotehnologije (IPMB) na Sveučilištu u Heidelbergu i Instituta za primijenjenu fiziku (APH) na KIT-u. Marker koji su stvorili genetski je kodiran, što znači da se može spojiti s genom bilo koje RNK koju proizvodi stanica. Sam RhoBAST nije fluorescentan, ali osvjetljava rodaminsku boju propusnu za stanice, vežući se na nju na vrlo specifičan način.

“To dovodi do naglog porastafluorescenciju koju postiže RhoBAST kompleks, što je ključni uvjet za dobivanje izvrsnih fluorescentnih slika. Međutim, za snimanje RNK u super rezoluciji, marker treba dodatna svojstva.”

Murat Zunbül iz IPMB-a

Istraživači su otkrili da svaka molekularodaminska boja ostaje vezana za RhoBAST samo oko jedne sekunde prije ponovnog odvajanja. Nakon nekoliko sekundi, ovaj se postupak ponavlja s novom molekulom boje. Prilično je rijetko pronaći jake interakcije, na primjer, između RhoBAST-a i rodamina, u kombinaciji s izuzetno brzom metaboličkom kinetikom. Budući da se rodamin svijetli tek nakon vezivanja za RhoBAST, stalni slijed ponovnih interakcija između markera i boje dovodi do neprekidnog "treptanja". Ovo je uključivanje i isključivanje upravo ono što vam treba za prikazivanje.

Istodobno, sustav RhoBAST rješava još jedanvažan problem. Fluorescentne slike prikupljaju se izlaganjem laserskoj svjetlosti koja s vremenom razgrađuje molekule boje. Brza promjena boje osigurava zamjenu fotobijeljenih boja svježim. To znači da se pojedine molekule RNA mogu promatrati dulje vrijeme, što može značajno poboljšati razlučivost slike.

Istraživači iz Heidelberga i Karlsruhea su to moglidemonstriraju superiorna svojstva RhoBAST vizualizacijom struktura RNA unutar crijevnih bakterija (Escherichia coli) i kultiviranih ljudskih stanica s vrhunskom točnošću lokalizacije. Znanstvenici su uspjeli otkriti detalje prethodno nevidljivih subcelularnih struktura i molekularnih interakcija koje su uključivale RNA koristeći fluorescentnu mikroskopiju ultra visoke rezolucije. To će pružiti temeljno novo razumijevanje bioloških procesa.

Pogledajte i:

Fizičari su stvorili analog crne rupe i potvrdili Hawkingovu teoriju. Kamo vodi?

Pobačaj i znanost: što će se dogoditi s djecom koja će roditi

Znanstvenici su otkrili ograničenje brzine u kvantnom svijetu