Yeni Mikroskopi Tekniği Hücrelerin 3 Boyutlu Yapısındaki Detaylar
Hücre içinde dokunaçlı vesiküller kargo misali taşıma yapıyor. Kök hücreler nöronlara dönüşürken DNA, hücre çekirdeğinde tekrar yapılanıyor. Komşu nöronlar, ağ benzeri bir yapı yardımıyla birbirine tutunuyorlar. Bütün bunlar yeni mikroskopi tekniği ile son derece detaylı bir şekilde görüntülenebiliyor.
Cryo-SR/EM adı verilen yeni teknik, elektron-mikroskopları ve süper çözünürlüklü ışık mikroskopları ile elde edilen görüntüleri birleştirerek hücrelerin içinde olup bitenleri, hem de 3 boyutlu olarak, görüntüleyebiliyor.
Bilim insanları yıllarca hücre içinde gerçekleşen mikroskopik olayları araştırmak için yeni araçlar geliştirdiler. Ancak her yeni aracın bir de dezavantajı oldu: Işık mikroskopları floresan moleküllerle işaretleme yaparak bazı hücresel yapıları ortaya çıkarmayı kolaylaştırıyor. Süper çözünürlüklü (SR) floresan mikroskopi sayesinde bu yapılar çok daha belirgin olarak izlenebiliyor. Ancak floresan, 10 bin üzerindeki protein arasından tek seferde yalnızca birkaç tanesini görüntüleyebiliyor. Bu nedenle, görüntülenebilen proteinlerin diğerleri ile ilişkisini izlemek çok zor. Diğer taraftan, elektron mikroskopisi (EM) tüm hücresel yapıları yüksek çözünürlüklü fotoğraflar olarak göstermesine rağmen sadece EM kullanarak hücredeki spesifik bir özelliği diğerlerinden ayırmak zor; zira hücrenin içi çok kalabalık.
Howard Hughes Tıp Enstitüsüne ait Janelia Araştırma Kampüsünden grup lideri Harald Hess’e göre bu iki tekniği bir araya getirerek bilim insanları bazı hücre yapılarının çevreleri ile nasıl bir ilişki kurduğunu çok daha iyi anlayabilecekler. Zira uzmanlara bakılırsa bu çok güçlü bir yöntem.
Bu metodda hücreler öncelikle yüksek basınç altından donduruluyor. Bu, hücre aktivitelerinin çok hızlı bir şekilde durdurulmasını sağlarken aynı zamanda görüntülenen yapılarda hücrelere hasar verebilecek buz kristalleri oluşmasım da engelliyor. Ardından araştırmacılar numuneleri mutlak sıfırın (~273.15°C) biraz üzerindeki kri-yojenik odalarda (son derece soğuk bölmelerde) süper çözünürlüklü 3B floresan mikroskopisi ile inceliyorlar. Bir sonraki safhada numuneler reçine içine yerleştiriliyor ve Hess’m labora-tuvarı tarafından geliştirilmiş güçlü bir elektron mikroskobu ile izleniyor. Bu cihaz görüntüleme yapmak için hücrenin yüzeyine iyonlar fırlatıyor ve katmanlara ait görüntüler, bir bilgisayar yardımı ile 3 boyutlu olarak birleştiriliyor.
Son olarak her iki mikroskoptan alınan 3 boyutlu görüntü verileri üst üste bindirilerek hücrenin iç yapışım detaylı ve son derece berrak bir şekilde ortaya koyan çarpıcı bir görüntü elde ediliyor.
Bilim insanlarının bu tekniği nasıl kullandıklarım daha iyi anlayabilmek için aşağıdaki karekodu okutarak ilgili videoyu izleyebilirsiniz.
