Teknik Mikroskop Mengungkapkan Struktur Nano Tersembunyi Dalam Sel dan Jaringan – Para peneliti telah mengembangkan teknik mikroskopi baru untuk membuat molekul yang tidak terlihat menjadi terlihat dengan “menghilangkan kepadatan” untuk memperluas sampel sel atau jaringan sebelum melabeli molekul tersebut.
Teknik Mikroskop Mengungkapkan Struktur Nano Tersembunyi Dalam Sel dan Jaringan
mitretek – Di dalam sel hidup, protein dan molekul lain seringkali tersusun rapat. Gugus padat ini mungkin sulit untuk dicitrakan karena label fluoresen yang digunakan untuk membuatnya terlihat tidak dapat terjepit di antara molekul. Para peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), AS kini telah mengembangkan teknik mikroskopi baru untuk membuat molekul-molekul yang tak terlihat itu terlihat dengan cara “menghilangkan kepadatan” untuk memperluas sampel sel atau jaringan sebelum melabeli molekul-molekul itu, yang membuat molekul-molekul itu lebih mudah diakses oleh fluoresen. tag. Teknik ini baru-baru ini dilaporkan di Nature Biomedical Engineering .
Baca Juga : Bagaimana AI Dapat Membantu Menyingkirkan Penelitian Ilmiah yang Salah
Metode ini, yang dibangun di atas teknik yang digunakan secara luas yang dikenal sebagai mikroskop ekspansi yang sebelumnya dikembangkan di MIT, memungkinkan para ilmuwan untuk memvisualisasikan molekul dan struktur seluler yang belum pernah terlihat sebelumnya.
Dengan menggunakan teknik mikroskop ini, tim menunjukkan bahwa mereka dapat mencitrakan struktur nano yang ditemukan di sinapsis neuron. Mereka juga mencitrakan struktur plak beta amiloid terkait Alzheimer secara lebih rinci daripada yang mungkin dilakukan sebelumnya.
Pencitraan protein spesifik atau molekul lain di dalam sel membutuhkan pelabelan dengan label fluoresen yang dibawa oleh antibodi yang berikatan dengan target. Antibodi memiliki panjang sekitar 10 nanometer, sedangkan protein seluler tipikal biasanya berdiameter sekitar dua hingga lima nanometer, jadi jika protein target terlalu padat, antibodi tidak dapat mencapainya.
Ini telah menjadi hambatan bagi pencitraan tradisional dan juga versi asli dari mikroskop ekspansi, yang pertama kali dikembangkan oleh para peneliti pada tahun 2015. Dalam versi asli mikroskop ekspansi, para peneliti menempelkan label fluoresen ke molekul yang diinginkan sebelum memperluas jaringan. Pelabelan dilakukan terlebih dahulu, sebagian karena peneliti harus menggunakan enzim untuk memotong protein dalam sampel sehingga jaringan dapat diperluas. Ini berarti protein tidak dapat diberi label setelah jaringan diperluas.
Untuk mengatasi kendala itu, para peneliti harus menemukan cara untuk memperluas jaringan sambil membiarkan protein tetap utuh. Mereka menggunakan panas sebagai pengganti enzim untuk melunakkan jaringan, memungkinkan jaringan mengembang 20 kali lipat tanpa hancur. Kemudian, protein yang terpisah dapat diberi label dengan tag fluoresen setelah ekspansi.
Dengan lebih banyak protein yang dapat diakses untuk pelabelan, para peneliti dapat mengidentifikasi struktur seluler kecil di dalam sinapsis, hubungan antara neuron yang padat dengan protein. Mereka memberi label dan mencitrakan tujuh protein sinaptik yang berbeda, yang memungkinkan mereka untuk memvisualisasikan, secara rinci, “kolom nano” yang terdiri dari saluran kalsium yang disejajarkan dengan protein sinaptik lainnya. Kolom nano ini, yang diyakini membantu membuat komunikasi sinaptik lebih efisien, pertama kali ditemukan oleh para peneliti pada tahun 2016.
Para peneliti juga menggunakan teknik baru mereka untuk mencitrakan beta amyloid, peptida yang membentuk plak di otak pasien Alzheimer. Menggunakan jaringan otak dari tikus, para peneliti menemukan bahwa beta amyloid membentuk nanoclusters periodik, yang belum pernah terlihat sebelumnya. Kelompok beta amiloid ini juga termasuk saluran kalium. Para peneliti juga menemukan molekul beta amiloid yang membentuk struktur heliks di sepanjang akson.
Tim tersebut sekarang bekerja dengan laboratorium lain untuk mempelajari struktur seluler seperti agregat protein yang terkait dengan Parkinson dan penyakit lainnya. Dalam proyek lain, mereka mempelajari patogen yang menginfeksi sel dan molekul yang terlibat dalam penuaan di otak.
Para peneliti juga berupaya memodifikasi teknik mikroskop sehingga mereka dapat mencitrakan hingga 20 protein sekaligus. Mereka juga berupaya mengadaptasi prosesnya sehingga dapat digunakan pada sampel jaringan manusia.