211service.com
Een eenvoudigere manier om malafide moleculen te bespioneren
Individuele eiwitten spelen een sleutelrol bij de ontwikkeling van een groot aantal ziekten, waaronder de ziekte van Alzheimer, Parkinson en Huntington. Een aantal nieuwe beeldvormingstechnieken kan het gedrag van afzonderlijke biomoleculen onthullen, maar deze benaderingen zijn lastig en duur. Nu zou een nieuwe techniek, ontwikkeld aan de Harvard University, een goedkopere en eenvoudigere manier kunnen bieden om moleculen te meten en te volgen terwijl ze vrij door een oplossing bewegen.
Moleculen volgen: De CLIC-opstelling bestaat uit een bolle lens bovenop een stuk glas bedekt met een eiwitoplossing (roze). Een optische fluorescentiemicroscoop en camera's volgen afzonderlijke moleculen.
Eiwitten zijn klein – gemiddeld ongeveer twee nanometer – en ze flitsen snel rond, waardoor ze moeilijk te volgen zijn onder een microscoop. Een populaire manier om interacties tussen twee eiwitten te observeren, is door er een aan een oppervlak te binden en te wachten tot een ander molecuul langskomt en een interactie aangaat. Het probleem met deze aanpak, legt uit: Adam Cohen , assistent-professor scheikunde aan de Harvard University en in 2007 een TR35 Award-winnaar, is dat eiwitten zich anders gedragen wanneer ze aan een oppervlak worden vastgemaakt, omdat ze minder bewegingsvrijheid hebben.
Cohen's lab heeft een reguliere fluorescentiemicroscoop aangepast om beeldvorming met één molecuul eenvoudiger te maken. De nieuwe techniek, genaamd Convexe lens-geïnduceerde opsluiting (CLIC), perst moleculen tussen een vlakke glasplaat en een gebogen plaat, zodat ze opgesloten maar niet vastgebonden zijn. Hoewel er andere manieren zijn om afzonderlijke moleculen te immobiliseren, vereisen ze over het algemeen gespecialiseerde apparaten, die complex of duur kunnen zijn.
Een van Cohens postdoctorale onderzoekers, Sabrina Leslie, wijzigde een reguliere fluorescentiemicroscoop met behulp van een mechanische opstelling. Een bolle lens raakt het midden van een plat stuk glas bedekt met een eiwitbevattende oplossing. Het gebogen oppervlak van de lens wordt met de voorkant naar beneden geplaatst. Eiwitten diffunderen door de oplossing, maar hun grootte beperkt hoe ver ze kunnen reizen naar het centrum, waar de ruimte tussen het platte glas en het gebogen glas kleiner wordt. Hoe ver de eiwitten kunnen reizen, kunnen onderzoekers de grootte van elk eiwit bepalen.
De lens regelt ook de diepte van de oplossing. Dit voorkomt dat eiwitten op elkaar gaan stapelen, zoals normaal gebeurt. De opstelling maakt het ook gemakkelijker om individuele eiwitten langer te observeren, omdat ze opgesloten zitten tussen het vlakglas en de lens.
Dit is een prachtig eenvoudige, nieuwe benadering, zegt Julio Fernandez , een professor in biologische studies aan de Columbia University wiens laboratorium eiwitdynamiek bestudeert. Hij zegt dat als we heel lang naar moleculen kijken met een hoge resolutie, onderzoekers genoeg tijd hebben om te zien hoe afzonderlijke eiwitten zich gedragen. Het is veel beter om iets te observeren met een ongewijzigde dynamiek, zegt hij.
De nieuwe techniek zou onderzoekers kunnen helpen begrijpen, bijvoorbeeld hoe een enkel eiwit bijdraagt aan de vorming van amyloïde plaques - kluwens van eiwitten die worden gevonden tussen zenuwcellen bij de ziekte van Alzheimer. Dit moet de reikwijdte van experimenten die mogelijk zijn, verbreden, zegt Cohen.
Een ander voordeel van de CLIC-configuratie is dat het goedkoop is. Microscopen die zijn ontworpen voor het afbeelden van afzonderlijke eiwitten kosten ongeveer $ 100.000. Je kunt het beter doen met CLIC, en het zou je een paar honderd dollar kosten, zegt Fernández. Er is geen speciale software of dure apparatuur voor nodig, zegt hij, eraan toevoegend dat hij van plan is de techniek in zijn eigen laboratorium uit te proberen.
Fernández benadrukt dat het tijd en experimenten zal kosten om te bevestigen hoe nuttig de techniek zal zijn, maar zegt dat ik het er meer dan veelbelovend uitzie.