Uma imagem de um núcleo de célula capturada usando a nova sonda. Crédito:University of Sheffield
Os cientistas desenvolveram uma nova técnica para capturar imagens do núcleo de uma célula com detalhes sem precedentes, pavimentando o caminho para novas percepções sobre as doenças humanas e o envelhecimento.
Ao usar uma nova sonda luminescente para iluminar os componentes das células, pesquisadores do Departamento de Química da Universidade de Sheffield capturaram impressionantes imagens 3D de DNA dentro de núcleos em escalas abaixo de 40 nanômetros (um nanômetro =um bilionésimo de um metro).
As propriedades exclusivas da sonda a tornam mais adequada para uso em microscopia de super-resolução do que as sondas existentes, que não são estáveis o suficiente para sofrer longos períodos de irradiação sob a luz intensa que este ramo da microscopia requer.
Sree Sreedharan, um aluno de doutorado no Departamento de Química, desenvolveu a sonda baseada no produto químico Rutênio, em colaboração com o Laboratório Rutherford Appleton em Oxford e pesquisadores do Departamento de Ciências Biomédicas de Sheffield, e Física e Astronomia.
Seu supervisor, O professor Jim Thomas disse:"Uma vez que a sonda é estável como uma rocha - mesmo na luz de laser mais intensa - podemos tirar muitas camadas de imagens para construir o final, altamente detalhado, Estruturas 3D mostrando o DNA disposto no núcleo.
A imagem à esquerda, em verde, mostra o nível de detalhe capturado usando técnicas de microscopia confocal estabelecidas, em comparação com a imagem à direita, em vermelho, que mostra uma imagem mais detalhada capturada usando microscopia STED. Crédito:University of Sheffield
"Como o DNA fornece os planos para a vida, estudos de super resolução ajudarão a entender como ele é armazenado, leitura, e processado. Esses estudos irão fornecer novos insights sobre o desenvolvimento de doenças como o câncer e talvez até mesmo os processos celulares envolvidos no envelhecimento. "
Ao investigar como as células saudáveis operam e o que acontece quando elas funcionam mal, os pesquisadores podem chegar a uma compreensão mais profunda de como a vida funciona em seu nível mais fundamental, e desenvolver novos medicamentos e tratamentos para doenças.
Contudo, as células são microscópicas, transparente, e na maioria das vezes incolor. Para vê-los através de microscópios, os cientistas usam sondas luminescentes que se ligam e "iluminam" componentes celulares. Embora essa abordagem tenha avançado enormemente nossa compreensão da função celular, quaisquer características menores do que cerca de 300 nanômetros não podem ser distinguidas por microscópios normais baseados em luz.
Microscópios de super-resolução foram desenvolvidos na última década, que pode, nas circunstâncias certas, operam em escalas muito menores. Eric Betzig, Stefan W. Hell e William E. Moerner receberam o Prêmio Nobel de Química em 2014 por seu trabalho nessa área.
O desafio para os químicos é desenvolver novas sondas com propriedades ópticas que atendam às demandas que essas técnicas avançadas impõem a elas - por exemplo, A microscopia STED (depleção de emissão estimulada) precisa de sondas que são excepcionalmente estáveis fotoquimicamente.
A nova sonda baseada em rutênio foi desenvolvida para uso em microscopia eletrônica de transmissão de varredura (STEM) e os resultados foram publicados online no Jornal da American Chemical Society . A pesquisa foi concluída como parte do projeto Imagine:Imaging Life da University of Sheffield, que está usando técnicas revolucionárias de microscopia para responder a algumas das maiores questões da biologia e da medicina.
