Microscopia del agotamiento de la emisión estimulada (STED) en la investigación

La microscopia del agotamiento de la emisión estimulada (STED) confía en la excitación controlada de una serie de emisores seguidos por su agotamiento subsiguiente para la proyección de imagen estupendo-resuelta.

STED es una forma de la microscopia (SR) de fluorescencia de la estupendo-resolución. La microscopia del SR ha sido innovadora para la comunidad de investigación biomédica pues habilita proyección de imagen de alta resolución más allá del límite de difracción. Antes de su revelado, proyección de imagen convencional producida enmascarada, imágenes del ancho-campo de la resolución inferior que no podían mostrar acciones recíprocas moleculares específicas. El Premio Nobel 2014 Para la química fue concedido a algunos de los científicos que desarrollaron estas técnicas.

Mientras que trabajaba en la universidad de Turku en Finlandia, el infierno de Stephen y sus colegas desarrollaron microscopia de STED. STED tiene un montaje similar al de un microscopio confocal. La técnica hace uso de un haz del agotamiento con un sitio focal en forma de anillo que sea recubierto por un sitio focal de la excitación. Esto habilita el alcance controlado de fluorophores y previene fluorescencia periférica permitiendo que la proyección de imagen estupendo-resuelta sea lograda.

Fronteras en neurobiología

Para los neurobiólogos, la microscopia confocal ha sido una grapa para su investigación. La técnica tiene un arsenal extenso de usos pero debido a su incapacidad para ir más allá del límite de difracción, proyección de imagen de la inferior-resolución ha sido siempre una entrega con su uso. La microscopia de STED ha podido evitar el límite de difracción y ha revolucionado proyección de imagen en este campo.

Las espinas dorsales dendríticas resaltan de las superficies de dendritas. Contienen los neurotransmisores y los sistemas de transmisión de señales requeridos para la transmisión y la plasticidad sinápticas. Se asume que hay una gran cantidad de diversidad funcional entre las espinas dorsales dendríticas debido al surtido extenso de formas y las tallas se han observado que. Sin embargo, la morfología de estas espinas dorsales puede cambiar rápidamente basado en mecanismos actividad-relacionados y de la actividad-independiente. La deuda su dinamismo y talla (µm de largo), espinas dorsales del   0-2 es mejor observado in vivo. La proyección de imagen viva de la célula usando STED ha permitido para las acciones recíprocas entre las espinas dorsales ser deuda observada sus capacidades de la proyección de imagen en menos de 70 nanómetro. Un estudio 2010 podía examinar las acciones recíprocas sutiles entre ellas en la corteza cerebral de un ratón vivo.

Los nodos de Ranvier son las regiones unmyelinated de neuronas. Cuando son sanos, permiten la propagación de los potenciales de acción a velocidades más rápidas. La disfunción en estas regiones se asocia a una variedad de enfermedades y de condiciones neurodegenerative que afectan al sistema nervioso central tal como daños de la esclerosis múltiple, del recorrido y de la médula espinal. Glial y las células del axón se conocen para tener acciones recíprocas fuertes en los nodos de Ranvier. Por lo tanto, estas regiones son inundadas con las proteínas axonal y glial. Un estudio 2017 podía observar 12 tipos de estas proteínas y determinar la alineación y la acción recíproca entre estas proteínas en el citoesqueleto de células glial y axonal. Antes de este estudio, la organización molecular de estas proteínas en el nanoscale era desconocida. Esto podría potencialmente llevar a los estudios futuros que observan la configuración estructural en los nodos de Ranvier y de su efecto sobre los mecanismos patógenos de diversas enfermedades neurodegenerative.

Proyección de imagen viva de la célula de la membrana de plasma

Las acciones recíprocas entre las proteínas y los lípidos en la membrana de plasma son probablemente cruciales para una plétora de procesos membrana-asociados. Sin embargo, muchas de las características estructurales de la membrana de plasma son menos de 200 nanómetro de tamaño. Por lo tanto, las observaciones de diversas estructuras como atados de la proteína y balsas del lípido no pueden ser logrado usando formas convencionales de la microscopia. Con el uso de la microscopia de STED, la proteína se agrupa más pequeño de 70 nanómetro de tamaño se han observado.
La espectroscopia de la correlación de la fluorescencia (FCS) es un análisis de correlación de la fluctuación espacial y temporal de la intensidad de la fluorescencia. Cuando está aplicado a STED, habilita ajustar de la técnica. El uso de STED-FCS ha permitido la correspondencia de la movilidad de los análogos del lípido en las áreas múltiples en la membrana de plasma con proyección de imagen estupendo-resuelta. Esto no habría sido previamente posible pues STED produciría solamente proyección de imagen de sitios focales individuales.

STED se ha probado ya como herramienta inestimable en neurobiología y biología de la membrana pero para el futuro sus usos se pueden encontrar más muy lejos. El uso de STED ayudará a revelar una plétora de procesos y de respuestas celulares del hallazgo de la ayuda a las preguntas con respecto acciones recíprocas del nanoscale y a la organización estructural.

Fuentes

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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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