La investigación ofrece formas completamente nuevas de visualizar las membranas celulares
La investigación del laboratorio de Matthew Lew en la Universidad de Washington en St. Louis ofrece formas completamente nuevas de ver lo muy pequeño.
La investigacion -; dos artículos de estudiantes de doctorado en la Escuela de Ingeniería McKelvey -; ha sido publicado en revistas Óptico y Nano-letras.
Han desarrollado nuevo hardware y algoritmos que les permiten visualizar los componentes básicos del mundo biológico más allá de las tres dimensiones en formas que hasta ahora no han sido factibles. Después de todo, las celdas son objetos 3D y están llenas de «cosas»; moléculas -; que se mueve, gira, gira y da tumbos para impulsar la vida misma.
Al igual que los microscopios tradicionales, el trabajo de dos estudiantes de doctorado de Lew Lab, Tingting Wu y Oumeng Zhang, utiliza la luz para observar el mundo microscópico; pero sus innovaciones son todo menos tradicionales. Actualmente, cuando las personas usan la luz en imágenes, probablemente estén interesadas en el brillo de esa luz o su color. Pero la luz tiene otras propiedades, incluida la polarización.
«El trabajo de Oumeng distorsiona la polarización de la luz», dijo Lew, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Sistemas de Preston M. Green. «De esa manera puedes ver cómo las cosas se trasladan (se mueven en línea recta) y giran al mismo tiempo» -; algo que la imaginería tradicional no hace.
«El desarrollo de nuevas tecnologías y la capacidad de ver cosas que antes no podíamos ver es emocionante», dijo Zhang. Esta capacidad única para rastrear tanto la rotación como la posición le brinda una visión única de cómo los materiales biológicos; células humanas y patógenos, por ejemplo -; obrar recíprocamente.
La investigación de Wu también proporciona una nueva forma de obtener imágenes de las membranas celulares y, en cierto modo, ver dentro de ellas. Usando moléculas marcadoras fluorescentes, mapea cómo los marcadores interactúan con las moléculas de grasa y colesterol en la membrana, determinando cómo se ordenan y organizan los lípidos.
«Cualquier membrana celular, cualquier núcleo, cualquier cosa dentro de la célula es una estructura 3D», dijo. «Nos ayuda a sondear la imagen completa de un sistema biológico. Nos permite, para cualquier muestra biológica, ver más allá de las tres dimensiones: vemos la estructura 3D más las tres dimensiones de la orientación molecular, lo que nos da imágenes 6D».
Los investigadores han desarrollado una tecnología de imágenes por computadora, que combina software y hardware, para ver con éxito lo que antes era invisible.
Esto es parte de la innovación. Tradicionalmente, los laboratorios de bioimágenes estaban vinculados a cualquier fabricante comercial que hiciera. Pero si pensamos en las cosas de manera diferente, podemos hacer mucho más».
Matthew Lew, Universidad de Washington en St. Louis
La fuente:
Referencia de la revista:
wu, t et al. (2022) Ingeniería de la función de dispersión de dipolos para medir simultáneamente orientaciones 3D y posiciones 3D de moléculas fluorescentes. Óptico. doi.org/10.1364/OPTICA.451899.
