Инновационная разработка может привести к более быстрому медикаментозному лечению, а также к улучшенному пониманию белков на микроскопическом уровне.
Мембранные белки — это привратники, которые позволяют входить и выходить информации и молекулам в клетки. До недавнего времени микроскопическое исследование этих сложных белков было ограничено вследствие ограничений доступных ученым силовых микроскопов, а также одномерных результатов, которые они позволяют увидеть.
И вот теперь исследователи из университета Миссури разработали трехмерный микроскоп, который приведет к беспрецедентному исследованию мембранных белков и позволит увидеть их взаимодействие на клеточном уровне. Такие микроскопы помогут фармацевтическим компаниям быстрее выводить на рынок препараты.
«Силовые микроскопы значительно отличаются от тех, что мы использовали на уроках биологии», сказал доцент Гэвин Кинг из колледжа искусств и науки университета Миссури „вместо использования оптики силовые микроскопы задействуют крошечную иглу, которую протягивают через поверхность слайда или микропрепарата, подобно тому, как слепой человек читает текст, набранный шрифтом Брайля, или же подобно игле музыкального проигрывателя. И все же одномерный, традиционный метод исследования мембранных белков с помощью силового микроскопа остается ограниченным, хотя и лучше обычного“, заявил Кинг.
Обычно силовые микроскопы измеряют степень сжатия иглы на препарате, выстреливая из консоли лазером. Когда консоль начинает двигаться, она отражает свет, который считывается мощным компьютером. Там результаты интерпретируются, давая ученым общее представление относительно того, как мембранные белки взаимодействуют с клеткой.
Обычно, чтобы можно было детально определить структуру мембранного белка, препараты должны быть кристаллизованы или заморожены, и потому образец невозможно исследовать, если он находится в жидкой среде организма.
Кинг и постдок Кришна Сигдел решили проблему, построив собственный силовой микроскоп, который способен исследовать мембранные белки в условиях, подобных тем, что имеют место в организме. С помощью традиционного одномерного силового микроскопа в качестве направляющей детали ученые добавили в систему лазер, который измеряет движение наконечника иглы еще в двух измерениях, благодаря чему ученые получают возможность в реальном времени измерять пики и углубления мембранных белков, а также динамические изменения структуры.
«Лазер придал силовому микроскопу возможность работать еще в двух измерениях», пояснил Кинг. „С его помощью мы собираем отраженный свет не только от консоли, на которой удерживается игла, но и от наконечника иглы, что дает нам дополнительные измерения. Эта дополнительная гибкость позволяет нам собирать информацию быстрее и позволяет нашему микроскопу работать в практически естественных условиях для получения наиболее реалистичных результатов“.
Результаты работы опубликованы в издании NanoLetters.
