RNA ถูกมองเห็นด้วยความละเอียดสูงพิเศษในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต

วิธีการนี้ใช้เครื่องหมายโมเลกุลใหม่ที่เรียกว่าแอปทาเมอร์ที่มีผลผูกพันกับโรดามีนสำหรับวิธีการต่างๆ

การถ่ายภาพความละเอียดสูงพิเศษ (RhoBAST)เครื่องหมายเรืองแสงที่ใช้ RNA นี้ใช้ร่วมกับโรดามีนสีย้อม เนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่น มาร์กเกอร์และสีย้อมจึงทำปฏิกิริยากันในลักษณะที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งทำให้โมเลกุล RNA แต่ละตัวเรืองแสงได้ จากนั้นสามารถมองเห็นได้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์โมเลกุลเดี่ยว (SMLM) ซึ่งเป็นเทคนิคการถ่ายภาพที่มีความละเอียดสูง เนื่องจากขาดเครื่องหมายเรืองแสงที่เหมาะสม การสังเกต RNA โดยตรงโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์แบบออพติคอลจึงถูกจำกัดจนถึงปัจจุบันอย่างมาก

RhoBAST ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยจากสถาบันเภสัชศาสตร์และเทคโนโลยีชีวภาพระดับโมเลกุล (IPMB) ที่มหาวิทยาลัยไฮเดลเบิร์กและสถาบันฟิสิกส์ประยุกต์ (APH) ที่ KIT เครื่องหมายที่พวกเขาสร้างขึ้นนั้นมีการเข้ารหัสทางพันธุกรรม ซึ่งหมายความว่าสามารถหลอมรวมกับยีนของ RNA ใดๆ ที่เซลล์สร้างขึ้นได้ ตัวโรบัสท์ไม่ใช่ฟลูออเรสเซนต์ แต่ให้ความสว่างแก่สีย้อมโรดามีนที่เซลล์ซึมผ่านได้ และจับกับสีด้วยวิธีเฉพาะเจาะจงมาก

“สิ่งนี้นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วการเรืองแสงทำได้โดยคอมเพล็กซ์ RhoBAST ซึ่งเป็นข้อกำหนดสำคัญสำหรับการได้ภาพเรืองแสงที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตาม สำหรับการสร้างภาพ RNA ที่มีความละเอียดสูงพิเศษ เครื่องหมายนั้นต้องการคุณสมบัติเพิ่มเติม”

มูรัต ซุนบุล จาก IPMB

นักวิจัยพบว่าแต่ละโมเลกุลสีย้อมโรดามีนยังคงถูกผูกติดกับ RhoBAST เป็นเวลาประมาณหนึ่งวินาทีก่อนที่จะแยกออกอีกครั้ง หลังจากผ่านไปสองสามวินาทีขั้นตอนนี้จะถูกทำซ้ำด้วยโมเลกุลสีย้อมใหม่ ค่อนข้างหายากที่จะพบปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงตัวอย่างเช่นระหว่างโรบาสต์กับโรดามีนรวมกับจลนศาสตร์การเผาผลาญที่รวดเร็วมาก เนื่องจากโรดามีนจะสว่างขึ้นหลังจากเชื่อมโยงกับ RhoBAST เท่านั้นลำดับคงที่ของปฏิสัมพันธ์ที่เกิดขึ้นใหม่ระหว่างเครื่องหมายและสีย้อมจึงทำให้เกิดการ "กะพริบ" อย่างต่อเนื่อง การเปิด - ปิดนี้เป็นสิ่งที่คุณต้องการสำหรับการแสดงผล

ในขณะเดียวกันระบบ RhoBAST ก็แก้ปัญหาอื่นปัญหาที่สำคัญ ภาพเรืองแสงจะถูกรวบรวมโดยการสัมผัสกับแสงเลเซอร์ซึ่งเมื่อเวลาผ่านไปจะสลายโมเลกุลของสีย้อม การเปลี่ยนสีย้อมอย่างรวดเร็วช่วยให้มั่นใจได้ว่าสีย้อมที่ฟอกขาวจะถูกแทนที่ด้วยสีสด ซึ่งหมายความว่าสามารถสังเกตโมเลกุล RNA แต่ละโมเลกุลได้เป็นระยะเวลานานขึ้นซึ่งสามารถปรับปรุงความละเอียดของภาพได้อย่างมาก

นักวิจัยจาก Heidelberg และ Karlsruhe สามารถทำได้แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่เหนือกว่าของ RhoBAST โดยการมองเห็นโครงสร้าง RNA ภายในแบคทีเรียในลำไส้ (Escherichia coli) และเซลล์มนุษย์ที่เพาะเลี้ยงด้วยความแม่นยำในการแปลที่เหนือกว่า นักวิทยาศาสตร์สามารถค้นพบรายละเอียดของโครงสร้างใต้เซลล์ที่มองไม่เห็นก่อนหน้านี้และปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับ RNA โดยใช้กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงที่มีความละเอียดสูงพิเศษ สิ่งนี้จะช่วยให้เกิดความเข้าใจพื้นฐานใหม่เกี่ยวกับกระบวนการทางชีววิทยา

ดูเพิ่มเติมที่:

นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?

การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบขีด จำกัด ความเร็วในโลกควอนตัม