• MIT’deki bilim insanları, pahalı süper çözünürlüklü mikroskoplara ihtiyaç duymadan nano ölçekli görüntülemeyi mümkün kılan yeni bir yöntem geliştirdi.

Artık herhangi bir biyoloji laboratuvarı, hücrelerin içindeki nano yapıları görebilecek! Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) araştırmacıları, dokuları görüntüleme öncesinde genişletmenin yeni bir yolunu bularak, geleneksel ışık mikroskoplarıyla nano ölçekli çözünürlük elde etmeyi başardı. Bu yeni teknik, pahalı süper çözünürlüklü mikroskoplara ihtiyaç duymadan, hücre içi yapıların detaylı bir şekilde görüntülenmesini sağlıyor.

Tek Adımda 20 Kat Büyütme!

Bu yöntemin en son versiyonunda, araştırmacılar dokuları tek adımda 20 kat büyütebiliyor. Bu basit ve uygun fiyatlı yöntem, neredeyse tüm biyoloji laboratuvarlarının nano ölçekli görüntüleme gerçekleştirmesinin önünü açabilir.

Demokratikleşen Görüntüleme Teknolojisi

MIT Kimya Profesörü Laura Kiessling, “Bu yöntem görüntülemeyi demokratikleştiriyor,” diyor ve ekliyor: “Bu yöntem olmadan, yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etmek için çok pahalı mikroskoplar kullanmanız gerekir. Bu yeni teknik, standart mikroskoplarla normalde göremeyeceğiniz şeyleri görmenizi sağlıyor. Özel bir tesise ihtiyaç duymadan nano ölçekli şeyleri görebildiğiniz için görüntüleme maliyetlerini düşürüyor.”

Hücrelerin İçine Yolculuk

Bu teknikle elde edilen yaklaşık 20 nanometrelik çözünürlükte, bilim insanları hücrelerin içindeki organellerin yanı sıra protein kümelerini de görebiliyor. MIT’den Profesör Edward Boyden, “20 kat büyütme, biyolojik moleküllerin faaliyet gösterdiği alana sizi götürüyor. Yaşamın yapı taşları nano ölçekli şeylerdir: biyomoleküller, genler ve gen ürünleri,” diyor.

Nasıl Çalışıyor?

Boyden’ın laboratuvarı, 2015 yılında genişletme mikroskobu adı verilen bir teknik icat etti. Bu teknik, dokuyu emici bir polimere gömmeyi ve normalde dokuyu bir arada tutan proteinleri parçalamayı gerektiriyor. Su eklendiğinde, jel şişiyor ve biyomolekülleri birbirinden ayırıyor.

Bu tekniğin orijinal versiyonu dokuyu yaklaşık dört kat büyütüyordu ve araştırmacıların yaklaşık 70 nanometre çözünürlüğe sahip görüntüler elde etmesini sağlıyordu. 2017 yılında, Boyden’ın laboratuvarı, ikinci bir genişletme adımı ekleyerek işlemi değiştirdi ve toplamda 20 kat büyütme elde etti. Bu, daha da yüksek çözünürlük sağlıyor, ancak işlem daha karmaşık.

Yeni çalışmada, araştırmacılar tek bir adımda 20 kat büyütme gerçekleştirmeyi hedeflediler. Bu, hem son derece emici hem de mekanik olarak kararlı bir jel bulmaları gerektiği anlamına geliyordu, böylece 20 kat genişletildiğinde jel parçalanmayacaktı.

Nano Yapıları Görüntüleme

Bu tekniği kullanarak, araştırmacılar beyin hücreleri içindeki sinaptik nano sütunlar adı verilen yapılar da dahil olmak üzere birçok küçük yapıyı görüntüleyebildiler. Bunlar, nöronların dopamin gibi nörotransmitterlerin salgılanması yoluyla birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan, nöronal sinapslarda belirli bir şekilde düzenlenmiş protein kümeleridir.

Kanser hücreleri üzerinde yapılan çalışmalarda, araştırmacılar ayrıca hücrelere yapılarını kazandırmaya yardımcı olan ve hücre bölünmesinde önemli roller oynayan içi boş tüpler olan mikrotübülleri de görüntüledi. Ayrıca mitokondrileri (enerji üreten organeller) ve hatta bireysel nükleer gözenek komplekslerinin (hücre çekirdeğine erişimi kontrol eden protein kümeleri) organizasyonunu bile görebildiler.

Her Laboratuvar İçin Erişilebilir

Araştırmacılar, standart, hazır kimyasallar ve çoğu laboratuvarın zaten sahip olduğu veya kolayca erişebileceği ortak ekipmanlar olan konfokal mikroskoplar ve eldiven kutuları kullandığı için, herhangi bir biyoloji laboratuvarının bu tekniği düşük bir maliyetle kullanabileceğini öngörüyor.

Derleyen: Enis Yabar