Более четкое изображение белков

Белки могут быть наиболее важными и разнообразными биомолекулами в живых системах. Эти цепочки аминокислот, принимающие сложные трехмерные формы, необходимы для роста и поддержания тканей, запуска тысяч биохимических реакций и защиты организма от патогенов через иммунную систему. Они играют центральную роль в здоровье и болезни и являются основными мишенями для фармацевтических препаратов.


Чтобы полностью понять белки и их бесчисленные функции, исследователи разработали сложные средства для их наблюдения и изучения с помощью передовой микроскопии, улучшения обнаружения света, программного обеспечения для визуализации и интеграции передовых аппаратных систем.

В новом исследовании автор-корреспондент Шаопэн Ван и его коллеги из Университета штата Аризона описывают новую технику, которая обещает революционизировать визуализацию белков и других жизненно важных биомолекул, позволяя визуализировать эти крошечные объекты с беспрецедентной четкостью и более простыми средствами, чем существующие методы. .

«Метод, о котором мы сообщаем в этом исследовании, использует обычное покровное стекло вместо покровного стекла с золотым покрытием, что имеет два преимущества по сравнению с нашим ранее описанным методом визуализации одного белка без меток, — говорит Ван. валидации, а также уменьшает эффект нагревания, вызванный светом, который может повредить биологические образцы. Пэнфэй Чжан, выдающийся исследователь в моей группе, является техническим руководителем этого проекта».

Ван занимает совместную должность преподавателя в Центре биодизайна биоэлектроники и биосенсоров и в Школе инженерии биологических систем и систем здравоохранения. Результаты исследования группы опубликованы в текущем выпуске журнала. Связь с природой.

Новый метод, известный как микроскопия затухающего рассеяния (ESM), основан на оптическом свойстве, впервые обнаруженном в древности, известном как полное внутреннее отражение. Это происходит, когда свет переходит из среды с высоким преломлением (например, стекла) в среду с низким преломлением (например, воду).

Когда угол падающего света смещается от перпендикуляра (относительно поверхности), он в конечном итоге достигает «критического угла», в результате чего весь падающий свет отражается, а не проходит через вторую среду. (Для правильного освещения биологических образцов используется лазерный свет.)

Полное внутреннее отражение создает исчезающее поле, которое может возбуждать клетки или молекулы, такие как белки, на границе раздела стекло-вода, когда такие молекулы прикреплены к покровному стеклу, что позволяет исследователям визуализировать их в поразительных деталях.

Предыдущие методы обычно маркируют интересующие биомолекулы флуоресцентными метками, известными как флуорофоры, для лучшего их изображения. Этот процесс может мешать наблюдаемым тонким взаимодействиям и требует громоздкой пробоподготовки. Техника ESM представляет собой метод визуализации без меток, не требующий флуоресцентного красителя или золотого покрытия для предметных стекол.