Наука 7 июня 2023

Сверхбыстрая камера показывает движение молекул внутри клетки

Инженеры усовершенствовали технологию флуоресцентной микроскопии одиночных молекул, чтобы отслеживать движения молекул внутри клеток.

Читайте «Хайтек» в

Исследователи из Японии разработали самую быструю в мире камеру для флуоресцентной микроскопии одиночных молекул. Устройство фиксирует местоположение молекулы с прикрепленной меткой каждые 33 мкс с точностью до 34 нм или каждые 100 мкс с точностью до 20 нм.

Микроскопия одиночных молекул использует флуоресцентную молекулу в качестве репортерной метки, которая может связываться с интересующими молекулами в клетке и показывать, где они находятся, как перемещаются и связываются друг с другом. Исследователям удалось ускорить сбор данных о местоположении такой молекулы в тысячу раз по сравнению с классическими камерами.

«Теперь мы можем наблюдать, как отдельные молекулы танцуют внутри живых клеток, как будто мы смотрим балетное представление в театре», — говорит Такахиро Фудзивара, соавтор исследования. Предыдущие наблюдения он сравнивает с танцем, от которого остались только редкие фотографии, а все что происходило в промежутке между ними приходится додумывать.

Кроме того, камера, разработанная исследователями, значительно улучшила временное разрешение предыдущего метода флуоресцентной микроскопии, который был награжден Нобелевской премией по химии в 2014 году. В этом методе положения отдельных молекул записываются в виде маленьких точек примерно 20 нм, в конечном итоге образуя изображения.

Недостаток такого подхода в том, что создание изображение требовало времени более 10 мин, и поэтому образцы должны были быть химически зафиксированы мертвыми клетками. С помощью сверхбыстрой камеры изображение может быть сформировано за 10 с, что примерно в 60 раз быстрее и позволяет наблюдать за живыми клетками, отмечают ученые.

Технология и примеры ее применения описаны в двух статьях в журнале Journal of Cell Biology.