Hücreler, Elektron Mikroskobuyla İlk Kez Renkli Olarak Görüntülendi

Çığır açan bu teknik, belirli hücre proteinlerinin yüksek çözünürlükte EM ile
görüntülenmesine olanak tanıyor. (Kaynak: Cell Chemical Biology)
Yeni teknik, spesifik hücre proteinlerinin elektron mikroskobu kullanılarak yüksek
çözünürlükte görüntülenmesini sağlıyor.
ABD’deki araştırmacılar sayesinde, gri halde olan elektron mikroskop görüntülerine ilk kez
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
bir renk enjeksiyonu yapılabildi.
Kaliforniya Üniversitesinden (San Diego) Mark Ellisman ve Roger Tsien, bu konu üzerinde
15 yıldır çalışıyorlardı. Bu yılın başlarında beklenmedik bir şekilde hayatını kaybeden Tsien,
2008 yılında hücre görüntülemede yaygın olarak kullanılan Yeşil Floresan Protein (GFP)
keşfi için Nobel Ödülüne layık görülmüştür.
Ellisman çalışma için ‘Bu, biyolojiyi son 20 yılda çarpıcı bir şekilde yönlendiren bir yeşil
flüoresan proteini için elektron mikroskop devrimidir.’ diyor.
Şimdiye kadar, elektron mikroskobunda spesifik proteinlerin görselleştirilmesi ancak altın
parçacıklarına veya kuantum noktalarına konjuge edilmiş antikorlar kullanılarak
gerçekleştirilebilmekteydi. Ancak, hücrelerde ve dokulara meydana gelen zayıf penetrasyon,
bu metodun kullanımını kısıtlamaktaydı. Yeni teknikte, ışığa duyarlı proteinler bir hücrenin
DNA’sında kodlanıyor ve bu proteinler ışığa maruz kaldıklarında reaktif oksijenler
oluşturmaya başlıyorlar.
Bu araştırmada yer almaması rağmen Stanford Üniversitesinden ABD’li kimyager Alice Ting
‘Araştırma, önemli bir gelişmeyi temsil ediyor.’ diyerek yeni teknik hakkındaki görüşünü dile
getirmektedir. Elektron mikroskobisi, floresan mikroskobisinden çok daha yüksek
çözünürlüğe sahip olmasına rağmen, numunedeki yalıtkan nesneleri veya bölgeyi yalnızca
bir renk (siyah) ile gösterebiliyordu. ‘Yeni metot, bu dezavantajı ortadan kaldırarak ‘çok
renkli’ elektron mikroskobisini gerçekleştirmek için elektron enerji kaybı spektroskopisi ile
akıllı lantanit ligandı kimyasını birlikte ele alıyor.’ diyor Ting.
Bu yeni teknik, çok sayıda ekstra numune hazırlama adımlarını içeren karmaşık bir
sistemdir. Ancak, araştırmacılar bunun portatif halinde kalmayıp geliştirileceğine
inanıyorlar. Ellisman daha sonra bu çoklu katmanın daha da fazla renkte nasıl
oluşturulacağı üzerine çalışacaklarını belirtiyor.
Yeni metotta, hücreler yetiştirilir ve daha sonra seryum veya lantan gibi nadir toprak
elementi içeren diaminobenzidin (DAB) monomerleri içinde yıkanırlar. Küçük monomerler
hücre boyunca kolaylıkla yayılırlar. Sonraki aşamada, ışığa duyarlı proteinler belirli bir
dalga boyundaki ışığa çarptıklarında, reaktif oksijen türlerini serbest bırakırlar. 5 nm
içindeki herhangi bir DAB monomerine, bu reaktif türler çarpar ve polimerize olurlar.
Araştırma ekibinde yer alan Stephen Adams ‘Bu büyük bir zincir reaksiyonu olduğu için
büyük bir büyüme gücüne sahip. Diaminobenzidin, ışığa yanıt olarak bir noktada
polimerleşiyor ve metal kenetleyiciler sayesinde sıkıca bağlanmış olarak kalıyor.’ diyerek
metodun çalışma prensibini anlatmakdır. Fazla DAB monomeri daha sonra numuneden
yıkanır ve nadir toprak elementi içeren polimerize DAB, numuneye sıkıca bağlanır.
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
Sonrasında, numune, prasesodimyum gibi ikinci bir nadir toprak metali içeren başka bir
DAB monomeri ile yıkanarak doygun hale getirilir ve işlem tekrarlanır. Buradaki amaç, farklı
dalga boyundaki bir ışık olmasına rağmen, reaktif oksijen üreten farklı bir fotosensitizer
yardımı ile ikinci bir proteini etiketlemektir. Polimerize DAB’nın küçük bölgesine bağlanan
nadir toprak elementlerinin dağılımı, her bir element için ayırıcı olan enerji kaybı spektrumu
kullanılarak haritalandırılır.
Ekip, astrositlerdeki protein dinamiklerini keşfetmek için bu tekniği kullanıyor. ( Kaynak:
Cell Chemical Biology)
Ellisman’ın yaptığı ‘Elektronlar numune ile etkileşime girer ve bir kısmı lantanit atomlarıyla
etkileşerek birkaç yüz volt kaybeder.’ açıklamasına Adams ‘Bu, katıların temel bileşimini
açıklayan malzeme biliminde çokça kullanılır. Önce geleneksel bir elektron mikroskopu
kullanarak gri tonlamalı bir görüntü alın ve spesifik absorbansı seçmek için bir filtre
ekleyin.’ sözleriyle eklemede bulunmaktadır. Kırmızı ve yeşil renkler, gri görüntü üzerinde
lantanitlerin yerini işaretlemek için kullanılır.
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
Bu teknik, Tsien’in laboratuvarında, tümör hücrelerini algılamak için kullanılan bir hücreye
giren poliarginin peptidlerini izlemek için kullanıldı. Ayrıca astrositler diye adlandırılan
yıldız-şekilli sinir hücrelerinin arasındaki etkileşimleri izlemek için de kullanıldı ve yeni
sentezlenen protein kinaz M zeta’nın kültürlenmiş nöronlarda post-synaptik membrana
geçtiğini gösterdi.
Adams ‘Bu, Roger Tsien’in laboratuvarında uzun zamandır kullanılan, anıların beynin
neresinde saklandığına bakan bir diğer projedir. Biz de yeni yapılmış moleküllerin
sinapsların bir bölümünde olup olmadığını görmek istedik. Şimdi fare beynindeki üç bileşeni
süper yüksek çözünürlükte görselleştirebilmemiz için üç renk üzerinde çalışıyoruz.’
sözleriyle açıklamalarına devam ediyor. Bu, Tsien’in 2013’te beyindeki uzun süreli
hatıraların ne kadar uzun süre saklandığına dair bir hipotez ortaya atıyor. Ellisman şimdi
genomun temel yapısına bakıyor ve çekirdeğin nasıl organize edildiğini ve hangi proteinlerin
ne yaptığını görmek istiyoruz’ diyor.
Kaynak : chemistryworld.com
Haberi Çeviren : Canan Kula
Üniversite : Hacetttepe Üniversitesi (Cranfield University Forensic Investigation Yüksek
Lisans Öğrencisi)
Bölüm : Kimya Bölümü
Mail : [email protected]
Not : Haberlerin dergi yönetimi ile çevirene haber verilmeksizin yayınlanması,
kopyalanması, kendi web sitenize eklenmesi kesinlikle yasaktır. Bir yerde yayınlamayı
düşünenler [email protected] adresine ve de haberi çeviren
arkadaşımıza mail atarak durumu belirtmeleri gerekmektedir.
Yorumlar
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.