به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در داخل یک سلول زنده، پروتئین‌ها و سایر مولکول‌ها اغلب به طور محکم در کنار هم قرار می‌گیرند. تصویربرداری از این خوشه‌های متراکم ممکن است دشوار باشد زیرا برچسب‌های فلورسنتی که برای قابل مشاهده کردن آن‌ها استفاده می‌شود نمی‌توانند خود را در بین مولکول‌ها فرو کنند.
محققان MIT اکنون راهی جدید برای غلبه بر این محدودیت و قابل مشاهده کردن آن مولکول‌های "نامرئی" ایجاد کرده‌اند. این روش که بر اساس تکنیک پرکاربردی به نام میکروسکوپ انبساطی که قبلاً در MIT توسعه داده شده است، به دانشمندان اجازه می‌دهد تا مولکول‌ها و ساختارهای سلولی را تجسم کنند که قبلاً هرگز دیده نشده بودند.
روشن شده است که این یافته روند گسترش بسیاری از اکتشافات بیولوژیکی جدید را آشکار خواهد کرد. محققین با استفاده از این تکنیک نشان دادند که می‌توانند از یک نانوساختار موجود در سیناپس‌های نورون‌ها تصویربرداری کنند. آن‌ها همچنین ساختار پلاک‌های آمیلوئید بتا مرتبط با آلزایمر را با جزئیات بیشتری نسبت به قبل تصویر کردند.
فناوری حاضر، که آن را آشکارسازی انبساطی نامیدند، با استفاده از سخت‌افزاری که به راحتی در آزمایشگاه‌های آکادمیک در دسترس است، این نانوساختارها را که قبلا پنهان می‌ماندند، امکان‌پذیر می‌کند. تصویربرداری از یک پروتئین خاص یا مولکول دیگر در داخل یک سلول مستلزم برچسب زدن آن با یک برچسب فلورسنت است که توسط یک آنتی بادی که به هدف متصل شده انجام می‌شود. پادتن‌ها حدود 10 نانومتر طول دارند، در حالی که قطر پروتئین‌های سلولی معمولی حدود 2 تا 5 نانومتر است، بنابراین اگر پروتئین‌های هدف خیلی متراکم باشند، آنتی بادی‌ها نمی‌توانند به آن‌ها برسند. این مانعی بر سر راه تصویربرداری سنتی و همچنین نسخه اصلی میکروسکوپ انبساطی است که محققین برای اولین بار در سال 2015 آن را توسعه دادند. در نسخه اصلی میکروسکوپ انبساطی، محققان برچسب‌های فلورسنت را به مولکول‌های مورد نظر قبل از اینکه بافت را گسترش دهند، چسبانده بودند. برچسب‌گذاری ابتدا انجام شد، تا حدی به این دلیل که محققان مجبور بودند از یک آنزیم برای خرد کردن پروتئین‌ها در نمونه استفاده کنند تا بافت بتواند منبسط شود. این بدان معنی است که پروتئین‌ها نمی‌توانند پس از گسترش بافت برچسب گذاری شوند.
برای غلبه بر این مانع، محققان باید راهی برای انبساط بافت بیابند. آن‌ها از گرما به جای آنزیم‌ها برای نرم کردن بافت استفاده کردند و به بافت اجازه دادند تا 20 برابر بدون تخریب منبسط شود. سپس، پروتئین‌های جدا شده را می‌توان پس از انبساط با برچسب‌های فلورسنت برچسب گذاری کرد.
با پروتئین‌های بسیار بیشتری که برای برچسب‌گذاری در دسترس بودند، محققان توانستند ساختارهای سلولی ریز درون سیناپس‌ها را شناسایی کنند، اتصالات بین نورون‌هایی که به طور متراکم با پروتئین‌ها بسته شده‌اند. آن‌ها هفت پروتئین سیناپسی مختلف را برچسب گذاری و تصویربرداری کردند که به آن‌ها اجازه داد تا "نانوستون‌هایی" متشکل از کانال‌های کلسیمی را که با سایر پروتئین‌های سیناپسی هم تراز هستند، با جزئیات تجسم کنند. این نانوستون‌ها که اعتقاد بر این است که به کارآمدتر کردن ارتباطات سیناپسی کمک می‌کنند، برای اولین بار توسط آزمایشگاه Blanpied در سال 2016 کشف شدند.
محققان همچنین از تکنیک جدید خود برای تصویربرداری از بتا آمیلوئید، پپتیدی که پلاک‌هایی در مغز بیماران آلزایمر ایجاد می‌کند، استفاده کردند. محققان با استفاده از بافت مغز موش دریافتند که آمیلوئید بتا نانو خوشه‌های دوره‌ای را تشکیل می‌دهد که قبلاً دیده نشده بود. این خوشه‌های آمیلوئید بتا شامل کانال‌های پتاسیم نیز می‌شود. 
پایان مطلب/