Microscopia da prostração da emissão estimulada (STED) na pesquisa

A microscopia da prostração da emissão estimulada (STED) confia na excitação controlada de uma série de emissores seguidos por sua prostração subseqüente para imagem lactente super-resolved.

STED é um formulário da microscopia (SR) de fluorescência da super-definição. A microscopia do SÉNIOR foi inovador para a comunidade de pesquisa biomedicável porque permite a imagem lactente de alta resolução além do limite de difracção. Antes de sua revelação, imagem lactente convencional produzida borrada, imagens do largo-campo da baixa definição que eram incapazes de mostrar interacções moleculars específicas. O prémio nobel 2014 para a química foi concedido a alguns dos cientistas que desenvolveram estas técnicas.

Enquanto trabalhando na universidade de Turku em Finlandia, o inferno de Stephen e seus colegas desenvolveram a microscopia de STED. STED tem uma instalação similar àquela de um microscópio confocal. A técnica utiliza um feixe da prostração com um ponto focal em forma de anel que seja sobrepor por um ponto focal da excitação. Isto permite a escolha de objectivos controlada dos fluorophores e impede a fluorescência periférica permitindo que a imagem lactente super-resolved seja conseguida.

Fronteiras na neurobiologia

Para neurobiólogo, a microscopia confocal foi um grampo para sua pesquisa. A técnica tem uma disposição vasta de aplicações mas devido a sua incapacidade ir além do limite de difracção, imagem lactente da baixo-definição foi sempre uma edição com seu uso. A microscopia de STED pôde contornar o limite de difracção e revolucionou a imagem lactente neste campo.

As espinhas dendrítico projectam-se das superfícies das dendrites. Contêm os neurotransmissor e os sistemas de sinalização exigidos para a transmissão e a plasticidade synaptic. Supor que há uma grande quantidade de diversidade funcional entre as espinhas dendrítico devido à variedade vasta das formas e os tamanhos que foram observados. Contudo, a morfologia destas espinhas pode rapidamente mudar baseado em mecanismos actividade-dependentes e actividade-independentes. A dívida seus dinamismo e tamanho (µm de comprimento), espinhas do   0-2 é melhor observado in vivo. A imagem lactente viva da pilha que usa STED tornou possível para as interacções entre espinhas ser dívida observada suas capacidades da imagem lactente em menos de 70 nanômetro. Um estudo 2010 podia examinar as interacções subtis entre elas no córtice cerebral de um rato vivo.

Os nós de Ranvier são as regiões unmyelinated de neurônios. Quando saudáveis, permitem a propagação de potenciais de acção em umas velocidades mais rápidas. A deficiência orgânica nestas regiões é associada com uma variedade de doenças e circunstâncias neurodegenerative que afetam o sistema nervoso central tal como os ferimentos da esclerose múltipla, do curso e da medula espinal. Glial e as pilhas do axónio são conhecidos para ter interacções fortes nos nós de Ranvier. Conseqüentemente, estas regiões são inundado com as proteínas axonal e glial. Um estudo 2017 podia observar 12 tipos destas proteínas e determinar o alinhamento e a interacção entre estas proteínas no cytoskeleton de pilhas glial e axonal. Antes deste estudo, a organização molecular destas proteínas no nanoscale era desconhecida. Isto poderia potencial conduzir aos estudos futuros que observam a arquitetura estrutural nos nós de Ranvier e de seu efeito em mecanismos patogénicos de várias doenças neurodegenerative.

Imagem lactente viva da pilha da membrana de plasma

As interacções entre proteínas e lipidos na membrana de plasma são provavelmente cruciais para uma pletora de processos membrana-associados. Contudo, muitas das características estruturais da membrana de plasma são menos de 200 nanômetro em tamanho. Conseqüentemente, as observações de várias estruturas como conjuntos da proteína e jangada do lipido são incapazes de ser conseguido usando formulários convencionais da microscopia. Com o uso da microscopia de STED, a proteína aglomera-se menor de 70 nanômetro foram observados em tamanho.
A espectroscopia da correlação da fluorescência (FCS) é uma análise de correlação da flutuação espacial e temporal da intensidade da fluorescência. Quando aplicada a STED, permite ajustar-se da técnica. O uso de STED-FCS permitiu o traço da mobilidade de analogues do lipido em áreas múltiplas na membrana de plasma com imagem lactente super-resolved. Isto não seria previamente possível porque STED produziria somente a imagem lactente dos pontos focais individuais.

STED tem-se provado já como uma ferramenta inestimável na neurobiologia e na biologia da membrana mas para o futuro suas aplicações podem ser encontradas mais muito longe. O uso de STED ajudará a revelar uma pletora de processos e de respostas celulares do achado da ajuda às perguntas em relação às interacções do nanoscale e à organização estrutural.

Fontes

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Last Updated: Aug 23, 2018

Maryam Mahdi

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Maryam Mahdi

Maryam is a science writer with a passion for travel. She graduated in 2012 with a degree in Biomedical Sciences (B.Sc.) from the University of Manchester. Maryam previously worked in scientific education and has produced articles, videos, and presentations to highlight the association between dietary choices and cancer. She produces a range of articles for News-Medical, with a focus on microbiology and microscopy.

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