Necə deyərlər, iki baş birdən yaxşıdır və bəzən dahiyanə şəkildə birləşdirilən iki alət heç birinin təkbaşına edə bilmədiyi işləri yerinə yetirə bilər.

Dəniz Bioloji Laboratoriyasında (MBL) anadan olan hibrid mikroskopla bağlı vəziyyət belədir ki, ilk dəfə olaraq elm adamlarına hüceyrələr içərisində etiketlənmiş zülallar kimi molekullar ansamblının tam 3D oriyentasiyasını və mövqeyini eyni vaxtda təsvir etməyə imkan verir. Tədqiqat bu həftə Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc olunub .

Mikroskop molekulların oriyentasiyasını ölçmək üçün qiymətli alət olan qütblü flüoresan texnologiyasını nümunənin dərinliyi (oxlu) oxu boyunca təsvir etməkdə üstün olan ikili görünüşlü işıq təbəqəsi mikroskopu ( diSPIM ) ilə birləşdirir.

Bu əhatə dairəsi güclü tətbiqlərə malik ola bilər. Məsələn, zülallar öz funksiyalarını yerinə yetirmək üçün digər molekullarla qarşılıqlı əlaqədə olmağa imkan verən, adətən ətraf mühitə cavab olaraq, 3D oriyentasiyasını dəyişir.

“Bu alətdən istifadə edərək, 3D zülal oriyentasiya dəyişiklikləri qeydə alına bilər” dedi, bu tədqiqatı qismən MBL-də aparmış keçmiş Çikaqo Universitetinin aspirantı, CZ Biohub San Francisco-nun birinci müəllifi Talon Chandler. “Yalnız bir molekulun mövqe dəyişikliyindən sizin üçün gizlənə biləcək əsl biologiya var” dedi.

Bölünən hüceyrənin milində molekulların təsviri – MBL və başqa yerlərdə uzun müddətdir davam edən problem – başqa bir nümunədir.

“Ənənəvi mikroskopiya, o cümlədən qütbləşmiş işıqla, əgər o, baxış istiqamətinə perpendikulyar olan müstəvidə olarsa, onu kifayət qədər gözəl öyrənə bilərsiniz. Təyyarə əyilən kimi oxunuş birmənalı deyil”, – həmmüəllif Rudolf Oldenbourg, MBL-nin baş elmi işçisi deyib. Bu yeni alət əyilməni “düzəltməyə” və yenə də mil molekullarının (mikrotubulların) 3D oriyentasiyasını və mövqeyini tutmağa imkan verir.

Komanda canlı nümunələrdə strukturların mövqeyinin və istiqamətinin zamanla necə dəyişdiyini müşahidə etmək üçün sistemini daha sürətli etməyə ümid edir. Onlar həmçinin ümid edirlər ki, gələcək flüoresan zondların inkişafı tədqiqatçılara öz sistemlərindən daha çox müxtəlif bioloji strukturları təsvir etmək üçün istifadə etməyə imkan verəcək.Oyna

00:00

00:12SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaQırmızı etiketli sellüloza lifləri ilə bitki hüceyrəsinin (ksilemin) yenidən qurulması (solda). Mərkəzin yenidən qurulması rənglə göstərilən oriyentasiya ilə hər bir selüloz lifinin istiqamətini göstərir. Sağda mikroskopdan kənar görüntü var. Hüceyrə qütblü ikili görünüşlü işıq təbəqəsi mikroskopu (Polarized diSPIM) ilə təsvir edilmişdir. Baxın: Chandler et al., PNAS, 2025. Kredit: Chandler et al., PNAS , 2025.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740395877&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-microscope-reveals-full-3d-molecular.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xMjciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI3Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI3Il1dLDBd&dt=1740395877351&bpp=1&bdt=116&idt=37&shv=r20250218&mjsv=m202502180101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dd606465ca292edbd%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740395593%3AS%3DALNI_MYgWlojxSNcnNmVIf_Ffsv2AtGSvQ&gpic=UID%3D00001043c7736ecb%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740395593%3AS%3DALNI_MZEJhtS9BvVA2wUskr2oxa8iW1_rA&eo_id_str=ID%3D2ef8f05ef9da7b6b%3AT%3D1740391608%3ART%3D1740395593%3AS%3DAA-AfjaExhn3EpdjGfR62WdKed2r&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=495928977799&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=824&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2755&biw=1519&bih=738&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090561%2C95344788%2C95350441%2C95347433%2C95350015&oid=2&pvsid=1801169659433855&tmod=650292854&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C824%2C1536%2C738&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDFd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=41

Görünüşün birləşməsi

Bu mikroskopun konsepsiyası 2016-cı ildə MBL-də tanış olan mikroskopiya yenilikçiləri tərəfindən beyin fırtınası nəticəsində formalaşıb.

HHMI Janelia-dan Hari Şroff, sonra Milli Sağlamlıq İnstitutunda (NIH) və MBL Whitman Təqaüdçüsü, indi MBL-də Abhishek Kumar ilə birlikdə qurduğu MBL-də xüsusi hazırlanmış diSPIM mikroskopu ilə işləyirdi.

diSPIM mikroskopunda nümunədə düzgün bucaq altında birləşən iki görüntüləmə yolu var və tədqiqatçılara nümunəni hər iki perspektivdən işıqlandırmağa və təsvir etməyə imkan verir. Bu ikili görünüş hər hansı bir görüntünün zəif dərinlik qətnaməsini kompensasiya edə bilər və digər mikroskoplara nisbətən qütbləşmə üzərində daha çox nəzarətlə işıqlandıra bilər.

Söhbət zamanı Şroff və Oldenburq ikili görünüş mikroskopunun polarizasiyalı işıq mikroskopiyasının məhdudiyyətini də həll edə biləcəyini başa düşdülər , yəni nümunəni işığın yayılma istiqaməti boyunca qütbləşmiş işıqla səmərəli şəkildə işıqlandırmaq çətindir.

“İki ortoqonal baxışımız olsaydı, bu istiqamətdə qütbləşmiş flüoresansı daha yaxşı hiss edə bilərdik” dedi Şroff. “Biz düşündük ki, niyə bəzi qütbləşmiş flüoresan ölçmələri aparmaq üçün diSPIM-dən istifadə etməyək?”

Şroff MBL-də Çikaqo Universitetinin professoru Patrick La Rivière ilə əməkdaşlıq edirdi, onun laboratoriyası hesablama görüntüləmə sistemləri üçün alqoritmlər hazırlayır. La Rivierenin laboratoriyasında MBL-ə gətirdiyi Talon Chandler adlı yeni bir aspirant var idi. Bu iki sistemin birləşdirilməsi problemi Çandlerin doktorluq dissertasiyası oldu və o, növbəti ili MBL-də Oldenburqun laboratoriyasında onun üzərində işlədi.

Əvvəlcə MBL-də yerləşən Şalin Mehtanın daxil olduğu komanda, diSPIM-i maye kristallarla təchiz etdi, bu da onlara giriş qütbləşməsinin istiqamətini dəyişdirməyə imkan verdi.

“Və sonra mən uzun müddət işləməyə sərf etdim, bunun üçün yenidənqurma necə görünəcək? İndi əldə etməyə başladığımız bu məlumatdan ən çox nəyi bərpa edə bilərik?” Chandler bildirib. O zamanlar Şroffun NIH-dəki əvvəlki laboratoriyasında yerləşən həmmüəllif Min Quo da molekulyar oriyentasiya və mövqenin tam 3D rekonstruksiyası məqsədinə çatana qədər bu aspekt üzərində yorulmadan çalışdı.

“Biz bunu işləyərkən MBL, Çikaqo Universiteti və NIH arasında tonlarla çarpaz söhbət oldu” dedi Chandler.

Daha çox məlumat: Talon Chandler və digərləri, Polarizasiyalı flüoresan işıq təbəqəsi mikroskopu ilə hüceyrə strukturlarının 3D oriyentasiyasının həcmli təsviri, Milli Elmlər Akademiyasının əsərləri (2025). DOI: 10.1073/pnas.2406679122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

Dəniz Bioloji Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir