التقنية الجديدة تجعل الخلايا مرئية للعين المجردة
مصر: ايهاب محمد زايد
تم ضبطها بدقة لتصوير الخلايا بتفاصيل حبيبية ، باستخدام أكثر الأدوات تعقيدًا القادرة على حل الذرات الفردية داخل البروتين.
يقول عالم الأحياء الخلوية بجامعة ييل ، يورج بيورسدورف ، إن تكلفة استخدام المجاهر تخلق فجوة اقتصادية ، مما يعيق البحث في المنظمات ذات التمويل الأقل. في عام 2015 ، طور العلماء تقنية تسمى الفحص المجهري للتوسع تعمل على تكبير الخلايا جسديًا ، مما يجعل بعض الميزات الصغيرة كبيرة بما يكفي لعرضها باستخدام المجاهر البسيطة. في نسخة أولية تم تحميلها إلى منصة bioRxiv في 2 ديسمبر2022 ،
قام Bewersdorf وزميله Ons M’Saad بتطوير هذه التقنية ، مما يتيح رؤية الخلايا بالعين المجردة وزيادة التفاصيل باستخدام مجهر بسيط.
طور الفريق استراتيجية من خطوتين تتضمن توسيع الخلايا وصبغها ، واختبر أسلوبهم على الخلايا البشرية وأنسجة دماغ الفأر. أولاً ، قاموا بغمر العينات في محلول هيدروجيل يحتوي على مركبات صغيرة تعمل كسائل حتى ترتبط في سلاسل بوليمر تمتص الماء وتتجمد في هلام. وشملت هذه المواد بولي أكريليت الصوديوم ، وهو مسحوق شديد الامتصاص موجود في الحفاضات.
بعد أن تأخذ الخلايا في المحلول ، يؤدي امتصاص الماء إلى تضخم الجل ، مما يؤدي إلى توسيع الخلايا جسديًا إلى نفس حجم بذور السمسم تقريبًا.
يقول المؤلفين للتقنية: “تظل الخلايا غير مرئية في هذه المرحلة لأن محتوياتها قد تم تخفيفها 8000 مرة بالماء”. “كنا بحاجة إلى ابتكار خطوة جدية إضافية” لإخفاء “الخلايا حتى تبدو حية.”
تتضمن التقنية الجديدة ، التي حصل عليها الفريق براءة اختراع وأطلق عليها اسم “Unclearing Microscopy” ، طريقتين للصبغ. الأول يستخدم بوليمرات كبيرة قابلة للصبغ لزيادة الإشارة ، مما يجعل الخلية أكثر وضوحًا. حقق فريق البحث ذلك من خلال استهداف جميع البروتينات في الخلية بجزيئات صغيرة ترتبط لاحقًا بمركبات أخرى تحت الضوء لإنتاج بوليمرات كبيرة يمكن صبغها باللون الأزرق.
تضمنت التقنية الأخرى وضع الفضة على العينة بتركيزات متزايدة حتى حدد الباحثون الجرعة المثلى التي ، بالتنسيق مع التقنية الأخرى ، تضخيم الرؤية أكثر من 100000 مرة. أدى هذا إلى تحسين التباين بدرجة كافية لمشاهدة الخلايا بالعين المجردة
يقول المؤلفين إنها باستخدام هذه التقنية ، يمكنها تمييز شكل الخلية المتضخمة ، وتحديد نواة الخلية والسيتوبلازم بالإضافة إلى اتصالاتها المادية من خلية إلى أخرى – كل ذلك بالعين المجردة. يمكن الآن استخدام مجهر قياسي على الطاولة مضاء بمصباح بسيط لتمييز التفاصيل المجهرية ، مثل المشابك العصبية في أنسجة المخ وكذلك الكرستاي ، وهي الهياكل الشبيهة بالحفر التي تمر عبر داخل الميتوكوندريا.
بدون تقنية Unclearing Microscopy ، لا يمكن عادةً رؤية الميزات الصغيرة مثل هذه إلا باستخدام مجاهر عالية الطاقة.
تشير الدراسة إلى أن Unclearing Microscopy يبشر بالخير لإجراء أبحاث على نطاق واسع في الوصلات العصبية في أنسجة المخ.
فكرة رائعة”
التقرير عن تطوير Unclearing Microscopy لم يتم نشره بعد في مجلة تمت مراجعتها من قبل الزملاء. لكن مانو براكاش ، عالم الأحياء بجامعة ستانفورد الذي جعل المجاهر في متناول الدول النامية والذي لم يشارك في الدراسة ،
أن “هذه التقنية قد غيرت قواعد اللعبة. يمكنك الآن إجراء فحص مجهري فائق الدقة بدون مجاهر حديثة ، ويشعر أنه يمنحك القدرة على الاحتفاظ بالخلايا المرئية في يدك “. ومع ذلك ، يشير إلى أن الأمر “يستغرق وقتًا لإتقان التقنية” وأنه سيتعين في النهاية تبسيطه وتبسيطه من أجل تحقيق إمكاناته الكاملة. كان سببها لبدء شركة جديدة تسمى بانلومينيت ، والتي تقول إنها تهدف إلى تطوير وبيع نسخة موثوقة ومعقولة التكلفة من التقنية.
يقول Bewersdorf أن Unclearing Microscopy يمكن أن يجعل البحث المجهري متاحًا على نطاق أوسع: “يمكن أن تكلف المجاهر القوية مليون دولار أو أكثر ، وتحتاج إلى خبرة تقنية لصيانتها ، وتتطلب بنية تحتية. من ناحية أخرى ، يمكن إجراء الفحص المجهري في الميدان بثمن بخس ، مما يسد فجوة التمويل بين مراكز البحث.
