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    Melhor juntos:o microscópio mesclado oferece uma visão sem precedentes dos processos biológicos

    Os movimentos rápidos das partículas Rab11 podem ser claramente visualizados com o novo microscópio instantâneo TIRF-SIM. Crédito:Hari Shroff, Instituto Nacional de Imagem Biomédica e Bioengenharia

    Cientistas do Instituto Nacional de Imagens Biomédicas e Bioengenharia (NIBIB) combinaram duas tecnologias de microscópio diferentes para criar imagens mais nítidas de processos que se movem rapidamente dentro de uma célula.

    Em um artigo publicado hoje em Métodos da Natureza , Hari Shroff, Ph.D., chefe da seção de laboratório do NIBIB em imagens ópticas de alta resolução (HROI), descreve suas novas melhorias na microscopia tradicional de fluorescência de reflexão interna total (TIRF). A microscopia TIRF ilumina a amostra em um ângulo agudo para que a luz reflita de volta, iluminando apenas uma seção fina da amostra que está extremamente perto da lamela. Este processo cria imagens de alto contraste porque elimina grande parte do fundo, fora de foco, luz que os microscópios convencionais captam.

    Embora a microscopia TIRF tenha sido usada na biologia celular por décadas, ele produz imagens borradas de pequenos recursos dentro das células. No passado, técnicas de microscopia de super-resolução aplicadas a microscópios TIRF têm sido capazes de melhorar a resolução, mas essas tentativas sempre comprometeram a velocidade, tornando impossível a imagem clara de objetos que se movem rapidamente. Como resultado, muitos processos celulares permanecem pequenos ou rápidos demais para serem observados.

    Shroff e sua equipe perceberam que, se pudessem pegar uma alta velocidade, microscópio de super-resolução e modificá-lo para agir como um microscópio TIRF, eles poderiam obter os benefícios de ambos. Microscopia de iluminação estruturada instantânea (iSIM), desenvolvido pelo laboratório Shroff em 2013, pode capturar vídeo a 100 quadros por segundo, que é mais de 3 vezes mais rápido do que a maioria dos filmes ou vídeos da Internet. Contudo, O iSIM não tem o contraste que os microscópios TIRF têm. A equipe projetou uma "máscara" simples que bloqueou a maior parte da iluminação do iSIM - imitando um microscópio TIRF. Combinar os pontos fortes de ambos os tipos de microscopia permitiu aos pesquisadores observar objetos em movimento cerca de 10 vezes mais rápido do que outros microscópios com resolução semelhante.

    "A microscopia TIRF existe há mais de 30 anos e é tão útil que provavelmente existirá por pelo menos os próximos 30 anos, "disse Shroff." Nosso método melhora a resolução espacial da microscopia TIRF sem comprometer a velocidade - algo que nenhum outro microscópio pode fazer. Esperamos que nos ajude a esclarecer a biologia de alta velocidade que de outra forma poderia ser escondida ou embaçada por outros microscópios para que possamos entender melhor como funcionam os processos biológicos. "

    Por exemplo, com o novo microscópio, Shroff e sua equipe foram capazes de acompanhar as partículas Rab11 em movimento rápido perto da membrana plasmática das células humanas. Anexado à carga molecular que é transportada ao redor da célula, essas partículas se movem tão rápido que ficam borradas quando visualizadas por outros microscópios. Eles também usaram sua técnica para revelar a dinâmica e distribuição espacial de HRas, uma proteína que tem sido implicada em facilitar o crescimento de tumores cancerígenos. Tal como acontece com todos os microscópios desenvolvidos pela equipe de Shroff, pesquisadores podem entrar em contato com o laboratório para testar o microscópio, ou para adquirir esquemas livres da tecnologia.


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