ARN-ul a fost vizualizat la rezoluție ultra-înaltă în celulele vii

Metoda se bazează pe un nou marker molecular numit aptamer care leagă rodamină pentru metode

imagistica super-rezolutie (RhoBAST).Acest marker de fluorescență pe bază de ARN este utilizat în combinație cu colorantul rodamină. Datorită proprietăților lor distincte, markerul și colorantul interacționează într-un mod foarte specific, ceea ce face ca moleculele individuale de ARN să strălucească. Ele pot fi apoi făcute vizibile folosind microscopia de localizare cu o singură moleculă (SMLM), o tehnică de imagistică de super-rezoluție. Din cauza lipsei markerilor fluorescenți adecvați, observarea directă a ARN-ului utilizând microscopia optică cu fluorescență a fost sever limitată până în prezent.

RhoBAST a fost dezvoltat de cercetătorii de la Institutde Farmacie și Biotehnologie Moleculară (IPMB) la Universitatea din Heidelberg și Institutul de Fizică Aplicată (APH) de la KIT. Markerul creat de ei este codificat genetic, ceea ce înseamnă că poate fi fuzionat cu gena oricărui ARN produs de celulă. RhoBAST în sine nu este fluorescent, dar iluminează colorantul rodamină permeabil la celule, legându-se de acesta într-un mod foarte specific.

„Acest lucru duce la o creștere bruscăfluorescența obținută de complexul RhoBAST, care este o cerință cheie pentru obținerea de imagini excelente de fluorescență. Cu toate acestea, pentru imagistica ARN de super-rezoluție, markerul are nevoie de proprietăți suplimentare.”

Murat Zunbül de la IPMB

Cercetătorii au descoperit că fiecare moleculăcolorantul de rodamină rămâne legat de RhoBAST doar aproximativ o secundă înainte de a se detașa din nou. După câteva secunde, această procedură se repetă cu o nouă moleculă de colorant. Este destul de rar să găsești interacțiuni puternice, de exemplu, între RhoBAST și rodamină, combinate cu o cinetică metabolică extrem de rapidă. Din moment ce rodamina se aprinde numai după legarea la RhoBAST, secvența constantă a interacțiunilor re-emergente între marker și colorant duce la „clipire” continuă. Acest „on-off” este exact ceea ce aveți nevoie pentru redare.

În același timp, sistemul RhoBAST rezolvă altulo problemă importantă. Imaginile fluorescente sunt colectate prin expunerea la lumina laserului, care în timp descompune moleculele de colorant. Schimbarea rapidă a vopselei asigură înlocuirea vopselelor fotoblanșate cu cele proaspete. Aceasta înseamnă că moleculele individuale de ARN pot fi observate pentru perioade mai lungi de timp, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ rezoluția imaginii.

Cercetătorii din Heidelberg și Karlsruhe au reușitdemonstrează proprietățile superioare ale RhoBAST vizualizând structurile ARN din bacteriile intestinale (Escherichia coli) și celulele umane cultivate cu precizie de localizare superioară. Oamenii de știință au reușit să descopere detalii despre structurile subcelulare invizibile anterior și interacțiunile moleculare care implică ARN utilizând microscopie cu fluorescență cu rezoluție ultra-înaltă. Acest lucru va oferi o înțelegere fundamental nouă a proceselor biologice.

Vezi și:

Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?

Avortul și știința: ce se va întâmpla cu copiii care vor naște

Oamenii de știință au descoperit limita de viteză în lumea cuantică