YENİ ELEKTRON MİKROSKOBU BİLİMDE SINIRLARI ZORLUYOR: 10 BİN KAT DAHA GÜÇLÜ GÖRÜNTÜLEME

Lazer destekli sistem sayesinde hücreler, proteinler ve moleküller çok daha net görüntülenebilirken, yeni teknolojinin biyoloji ve tıp araştırmalarında önemli katkılar sağlaması bekleniyor. Araştırmacılar, geliştirilen sistemin klasik ışık mikroskoplarına kıyasla yaklaşık 10 bin kat daha yüksek büyütme kapasitesine ulaştığını açıkladı.

CRYO-EM TEKNOLOJİSİ YENİ BİR AŞAMAYA TAŞINDI

Son yıllarda biyoloji ve tıp alanında yaygın şekilde kullanılan kriyo-elektron mikroskobu (cryo-EM), örnekleri dondurarak doğal yapılarını bozmadan inceleme imkanı sunuyor. Bu teknoloji sayesinde hücrelerin iç yapısı ve proteinler atom seviyesine yakın ayrıntılarla görüntülenebiliyor.

Ancak mevcut sistemler, özellikle küçük proteinlerin veya düşük kaliteli örneklerin incelenmesinde bazı sınırlamalarla karşı karşıya kalıyordu.

ABD'deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ile Berkeley Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilen yeni sistemin, bu sınırlamaları önemli ölçüde azaltabileceği belirtildi.

LAZER DESTEKLİ "FAZ PLAKASI" GÖRÜNTÜ KALİTESİNİ ARTIRIYOR

Yeni teknolojinin merkezinde lazer tabanlı özel bir "faz plakası" bulunuyor. Bu sistem, elektronların örneklerden geçerken taşıdığı bilgiyi daha verimli kullanarak görüntü kontrastını artırıyor.

Böylece özellikle küçük moleküller ve zayıf sinyal veren biyolojik yapılar çok daha net şekilde görüntülenebiliyor. Araştırmacılar, günümüzde kullanılan gelişmiş cryo-EM sistemlerinin bile bu tür örneklerde sınırlı performans gösterebildiğini ifade ediyor.

"THEIA" MİKROSKOBU İLE BİRLİKTE ÇALIŞIYOR

Yeni teknoloji, Thermo Fisher Scientific ile geliştirilen ve "Theia" adı verilen özel bir mikroskop sistemiyle birlikte çalışıyor. Sistem, lazer faz plakasından elde edilen ultra parlak ışını en verimli biçimde kullanmak üzere tasarlandı.

Araştırmacılara göre daha temiz ve yüksek kaliteli veriler elde edilmesi, proteinlerin üç boyutlu atomik modellerinin daha hassas şekilde oluşturulmasına imkan sağlıyor.

HEDEF: HÜCRELERİ DOĞAL ORTAMLARINDA İNCELEMEK

Bilim insanları şimdi bu sistemi kriyo-elektron tomografisi (cryo-ET) ile birleştirmeyi hedefliyor. Bilgisayarlı tomografi sistemlerine benzer şekilde çalışan cryo-ET, molekülleri ve hücresel yapıları farklı açılardan görüntüleyerek üç boyutlu modeller oluşturabiliyor.

Bu yöntemin en önemli avantajlarından biri ise moleküllerin hücre içindeki doğal ortamlarında incelenebilmesi. Standart cryo-EM yöntemlerinde moleküller genellikle izole şekilde analiz edilirken, cryo-ET hücresel süreçlerin doğal organizasyonunun doğrudan gözlemlenmesine imkan tanıyor.