Ruffling Cells Three-dimensional structure of a fixed monkey kidney cell expressing the cancer signaling protein c-Src, showing membrane ruffles and numerous intracellular vacuoles. E. Betzig, T. Planchon, and L. Gao/Janelia Farm, Howard Hughes Medical Institute
Dalam sebuah terobosan mikroskop baru, peneliti telah menemukan cara untuk menggunakan lembaran sangat kecil cahaya untuk memproduksi film dari sel hidup, mengungkapkan mitosis dalam aksi dan arsitektur sel mencerahkan 'tiga-dimensi dengan rincian terbesar yang pernah dilihat.
Teknik ini menggunakan balok, sangat terfokus super tipis cahaya mirip dengan tipe yang digunakan dalam scanner kasir supermarket. Hal ini dapat memungkinkan ahli biologi sel untuk menonton dasar-dasar molekuler tindakan sel sebagai mereka terungkap.
"Dalam melihat sistem kehidupan, Anda ingin menjadi Tuhan. Anda ingin memiliki kekuasaan maha tahu dan mampu melihat semua skala waktu - bukan hanya sel tunggal duduk di kaca penutup mikroskop, tetapi mengamati apa yang terjadi di sebuah molekul tunggal dalam satu sel yang ada dalam hati Anda sekarang. Itu mimpi, "kata Eric Betzig, penelitian pemimpin di Janelia Farm Penelitian Kampus, bagian dari Howard Hughes Medical Institute. "Anda ingin memiliki ini (kemahatahuan) dengan cara yang organisme sudah benar-benar menyadari dan tidak terpengaruh oleh pengamatan itu."
Teknik ini menggunakan balok, sangat terfokus super tipis cahaya mirip dengan tipe yang digunakan dalam scanner kasir supermarket. Hal ini dapat memungkinkan ahli biologi sel untuk menonton dasar-dasar molekuler tindakan sel sebagai mereka terungkap.
"Dalam melihat sistem kehidupan, Anda ingin menjadi Tuhan. Anda ingin memiliki kekuasaan maha tahu dan mampu melihat semua skala waktu - bukan hanya sel tunggal duduk di kaca penutup mikroskop, tetapi mengamati apa yang terjadi di sebuah molekul tunggal dalam satu sel yang ada dalam hati Anda sekarang. Itu mimpi, "kata Eric Betzig, penelitian pemimpin di Janelia Farm Penelitian Kampus, bagian dari Howard Hughes Medical Institute. "Anda ingin memiliki ini (kemahatahuan) dengan cara yang organisme sudah benar-benar menyadari dan tidak terpengaruh oleh pengamatan itu."
Teknik baru, yang disebut "Bessel beam plane illumination microscopy", bisa menjadi cara terbaik untuk melakukannya tanpa merugikan sel-sel.
Dalam beberapa bulan terakhir, uang muka mikroskopi lainnya telah memungkinkan para ilmuwan untuk melihat struktur 3-D sel untuk pertama kalinya. Peneliti MIT yang menggabungkan kekuatan mikroskop atom dengan Magnetic Resonance Imaging untuk mengungkap gambar 3-D, misalnya. Sebuah mikroskop optik stokastik yang sedang dikembangkan di University of Massachusetts menggunakan teknik penandaan neon (yang Betzig juga belajar) untuk membuat gambar mosaik. Dan minggu ini, para ilmuwan di Inggris mengumumkan teknik baru yang menguatkan pengamatan visual untuk melihat melebihi batas difraksi cahaya, sel memungkinkan dan pengamatan virus.
Ini adalah semua teknik menjanjikan, tapi mereka setara untuk mengambil snapshot. Ketika Anda mencoba untuk memahami proses kompleks, snapshot hanya bernilai begitu banyak - idealnya, Anda akan menangkap film live-action. Ini lebih bermanfaat untuk menyaksikan proses kromosom menarik terpisah selama pembelahan sel, seperti dalam video berikut, atau untuk melihat mengacak membran sel, dilihat lebih lanjut di bawah.
Dalam beberapa bulan terakhir, uang muka mikroskopi lainnya telah memungkinkan para ilmuwan untuk melihat struktur 3-D sel untuk pertama kalinya. Peneliti MIT yang menggabungkan kekuatan mikroskop atom dengan Magnetic Resonance Imaging untuk mengungkap gambar 3-D, misalnya. Sebuah mikroskop optik stokastik yang sedang dikembangkan di University of Massachusetts menggunakan teknik penandaan neon (yang Betzig juga belajar) untuk membuat gambar mosaik. Dan minggu ini, para ilmuwan di Inggris mengumumkan teknik baru yang menguatkan pengamatan visual untuk melihat melebihi batas difraksi cahaya, sel memungkinkan dan pengamatan virus.
Ini adalah semua teknik menjanjikan, tapi mereka setara untuk mengambil snapshot. Ketika Anda mencoba untuk memahami proses kompleks, snapshot hanya bernilai begitu banyak - idealnya, Anda akan menangkap film live-action. Ini lebih bermanfaat untuk menyaksikan proses kromosom menarik terpisah selama pembelahan sel, seperti dalam video berikut, atau untuk melihat mengacak membran sel, dilihat lebih lanjut di bawah.
Sebuah film akan membutuhkan mengamati sel untuk waktu yang lama, tapi yang menyebabkan beberapa masalah. Jika sel yang tidak dibunuh untuk tujuan mengamati mereka, proses pengamatan yang panjang tidak mereka masuk Satu umum teknik yang digunakan, mikroskop confocal, menggunakan metode lubang jarum untuk memblokir-cahaya-focus, memungkinkan pengamatan daerah sangat tepat dalam mikroskop's focal pesawat. Tetapi seluruh spesimen masih meledak dengan cahaya, Betzig kata.
"Anda tidak bisa belajar sel terlalu lama sebelum mereka harfiah meringkuk dan mati," katanya. "Dan Anda tidak bisa belajar mereka sangat cepat, karena Anda harus memindai mereka dengan sedikit titik cahaya." Foto-foto tersebut terdistorsi juga, katanya.
Betzig sedang mencari cara untuk mengatasi masalah ini, dan mulai belajar iluminasi pesawat, atau bersinar cahaya pada subjek dari samping bukan dari bawah, seperti kebanyakan mikroskop. Sebuah kelompok Eropa mengembangkan mikroskop iluminasi pesawat pada tahun 2003, dan digunakan untuk menunjukkan perkembangan embrio sebagai sel terus dibagi.
"Mereka bekerja dengan sangat baik bila Anda melihat embrio, yang ratusan mikrometer diameter," kata Betzig. "Tapi mereka tidak begitu besar jika Anda ingin rekan dalam keberanian apa yang terjadi di setiap sel, yang adalah apa yang saya ingin lakukan."
kelompok riset Nya memutuskan untuk menggunakan sinar terfokus khusus yang disebut balok Bessel, yang tidak lentur jarak jauh cara yang biasa sinar cahaya lakukan. Untuk menjaga lampu super-fokus, mereka harus memodulasi balok, mengubahnya dan mematikan seperti menyapu di seluruh sampel. Hasilnya adalah serangkaian gambar berkecepatan tinggi, yang dapat disatukan ke dalam sebuah film.
"Kita bisa belajar sel dalam kompleksitas mereka 3-D yang sangat kecepatan tinggi untuk jangka waktu yang lama. Ini kombinasi resolusi aksial tinggi, ditambah kecepatan tinggi, ditambah non-invasi yang membuatnya istimewa, "kata Betzig.
Mitokondria menggeliat dalam video ini merupakan tumpukan gambar 300, 300 masing-masing berisi gambar dua dimensi, diambil dalam satu detik.
"Anda tidak bisa belajar sel terlalu lama sebelum mereka harfiah meringkuk dan mati," katanya. "Dan Anda tidak bisa belajar mereka sangat cepat, karena Anda harus memindai mereka dengan sedikit titik cahaya." Foto-foto tersebut terdistorsi juga, katanya.
Betzig sedang mencari cara untuk mengatasi masalah ini, dan mulai belajar iluminasi pesawat, atau bersinar cahaya pada subjek dari samping bukan dari bawah, seperti kebanyakan mikroskop. Sebuah kelompok Eropa mengembangkan mikroskop iluminasi pesawat pada tahun 2003, dan digunakan untuk menunjukkan perkembangan embrio sebagai sel terus dibagi.
"Mereka bekerja dengan sangat baik bila Anda melihat embrio, yang ratusan mikrometer diameter," kata Betzig. "Tapi mereka tidak begitu besar jika Anda ingin rekan dalam keberanian apa yang terjadi di setiap sel, yang adalah apa yang saya ingin lakukan."
kelompok riset Nya memutuskan untuk menggunakan sinar terfokus khusus yang disebut balok Bessel, yang tidak lentur jarak jauh cara yang biasa sinar cahaya lakukan. Untuk menjaga lampu super-fokus, mereka harus memodulasi balok, mengubahnya dan mematikan seperti menyapu di seluruh sampel. Hasilnya adalah serangkaian gambar berkecepatan tinggi, yang dapat disatukan ke dalam sebuah film.
"Kita bisa belajar sel dalam kompleksitas mereka 3-D yang sangat kecepatan tinggi untuk jangka waktu yang lama. Ini kombinasi resolusi aksial tinggi, ditambah kecepatan tinggi, ditambah non-invasi yang membuatnya istimewa, "kata Betzig.
Mitokondria menggeliat dalam video ini merupakan tumpukan gambar 300, 300 masing-masing berisi gambar dua dimensi, diambil dalam satu detik.
"Itu hampir 100.000 sel gambar, tanpa pemutihan atau merugikan, "kata Betzig. "Di dalam hitungan detik, bisa membuat gambar 3-D seluruh apa yang terjadi di sel yang dalam detik terakhir."
Langkah selanjutnya bisa menggabungkan Bessel beam plane illumination microscopy dengan teknik super-resolusi, Betzig kata. Itu akan menjadi sesuatu - tanpa batas tentang bagaimana kecil kita dapat melihat, dan teknik pencitraan yang mengambil film tanpa organisme merugikan, tampak kemungkinan tak terbatas.
Langkah selanjutnya bisa menggabungkan Bessel beam plane illumination microscopy dengan teknik super-resolusi, Betzig kata. Itu akan menjadi sesuatu - tanpa batas tentang bagaimana kecil kita dapat melihat, dan teknik pencitraan yang mengambil film tanpa organisme merugikan, tampak kemungkinan tak terbatas.
Sumber:
0 komentar:
Posting Komentar