Araştırmacılar yeni bir süper çözünürlüklü, yüksek verimli görüntüleme yöntemi geliştirdiler. Yeni tekniği kullanan bilim insanları, tek molekül çözünürlüğüne sahip 3 boyutlu bir nöronal hücre atlası oluşturmayı başardılar ve daha önce bilinmeyen bir sinaps tipini keşfettiler. Araştırmanın sonuçları Cell dergisinde yayınlandı.
MPI Biyokimya ve LMU'daki Jungmann laboratuvarında Eduard Unterauer liderliğinde yürütülen bu çalışmada, araştırmacılar SUM-PAINT'i sunuyor. Bu, süper çözünürlüklü mikroskopide ilk kez çok sayıda proteinin çok hızlı ve neredeyse sınırsız görselleştirilmesine ve haritalanmasına olanak tanıyan yeni bir teknolojik gelişme.
Çalışmanın ilk yazarlarından Eduard Unterauer, “Yaşayan sistemlerin karmaşıklığı, tüm organizmalardan ve dokulardan, karmaşık hücresel ağların yapısına, bireysel biyomoleküllerin organizasyonu ve etkileşimine kadar uzanmaktadır. Bu karmaşıklığı bütünüyle anlamak için, bireysel biyomoleküllerin konumu, kimliği ve etkileşimi aynı anda incelenmelidir. Birden fazla sinyali birleştiren bu tür yöntemlere çoğullama yöntemleri denir. Protein hakkında kapsamlı bir anlayışa ulaşmak için dört kritik zorluğun üstesinden gelinmelidir. Organizasyon: Hassasiyet, verim, mekansal çözünürlük ve çoğullama yeteneği.”
Beyindeki nöron hücrelerinin karmaşık ortamına odaklanan ekip, 30 farklı protein türü için tek molekül çözünürlüğüne sahip ilk nöron atlasını yarattı. Geliştirilmiş verim ve çoğullama yetenekleriyle, yaklaşık 900 ayrı sinapsın sinaptik protein bileşiminin karmaşıklığını çözmeyi başardılar.
Bu büyük veri kümelerini daha fazla araştırmak için araştırma ekibi, makine öğrenimi tabanlı bir analiz hattı geliştirdi. Görüntüleme veri kümelerindeki protein içeriği, dağılım veya şekil gibi 1.600 özelliği analiz eden bilim insanları, daha önce bilinmeyen bir tür kimyasal sinaps keşfettiler. Bu sinapslar tüm sinapsların yalnızca %1'ini oluşturuyordu. Diğer görüntüleme teknikleriyle tespit edilemezlerdi.
Ekip, SUM-PAINT ile dünya çapındaki araştırmacıların kullanabileceği veri üretimi ve analizi için entegre bir iş akışı sağlıyor. SUM-PAINT'in ticari olarak temin edilebilen mikroskoplarla kullanımı nispeten kolay gözüküyor.
Ralf Jungmann, “SUM-PAINT'in yalnızca hücre biyolojisinin karmaşıklığını moleküler düzeyde çözme yolunda bir kilometre taşı değil, aynı zamanda nörodejeneratif hastalıklar için yeni terapötik yaklaşımların keşfinde potansiyel bir atılım olduğuna inanıyoruz.” diyor.
MPI Biyokimya ve LMU'daki Jungmann laboratuvarında Eduard Unterauer liderliğinde yürütülen bu çalışmada, araştırmacılar SUM-PAINT'i sunuyor. Bu, süper çözünürlüklü mikroskopide ilk kez çok sayıda proteinin çok hızlı ve neredeyse sınırsız görselleştirilmesine ve haritalanmasına olanak tanıyan yeni bir teknolojik gelişme.
Çalışmanın ilk yazarlarından Eduard Unterauer, “Yaşayan sistemlerin karmaşıklığı, tüm organizmalardan ve dokulardan, karmaşık hücresel ağların yapısına, bireysel biyomoleküllerin organizasyonu ve etkileşimine kadar uzanmaktadır. Bu karmaşıklığı bütünüyle anlamak için, bireysel biyomoleküllerin konumu, kimliği ve etkileşimi aynı anda incelenmelidir. Birden fazla sinyali birleştiren bu tür yöntemlere çoğullama yöntemleri denir. Protein hakkında kapsamlı bir anlayışa ulaşmak için dört kritik zorluğun üstesinden gelinmelidir. Organizasyon: Hassasiyet, verim, mekansal çözünürlük ve çoğullama yeteneği.”
Beyindeki nöron hücrelerinin karmaşık ortamına odaklanan ekip, 30 farklı protein türü için tek molekül çözünürlüğüne sahip ilk nöron atlasını yarattı. Geliştirilmiş verim ve çoğullama yetenekleriyle, yaklaşık 900 ayrı sinapsın sinaptik protein bileşiminin karmaşıklığını çözmeyi başardılar.
Bu büyük veri kümelerini daha fazla araştırmak için araştırma ekibi, makine öğrenimi tabanlı bir analiz hattı geliştirdi. Görüntüleme veri kümelerindeki protein içeriği, dağılım veya şekil gibi 1.600 özelliği analiz eden bilim insanları, daha önce bilinmeyen bir tür kimyasal sinaps keşfettiler. Bu sinapslar tüm sinapsların yalnızca %1'ini oluşturuyordu. Diğer görüntüleme teknikleriyle tespit edilemezlerdi.
Ekip, SUM-PAINT ile dünya çapındaki araştırmacıların kullanabileceği veri üretimi ve analizi için entegre bir iş akışı sağlıyor. SUM-PAINT'in ticari olarak temin edilebilen mikroskoplarla kullanımı nispeten kolay gözüküyor.
Ralf Jungmann, “SUM-PAINT'in yalnızca hücre biyolojisinin karmaşıklığını moleküler düzeyde çözme yolunda bir kilometre taşı değil, aynı zamanda nörodejeneratif hastalıklar için yeni terapötik yaklaşımların keşfinde potansiyel bir atılım olduğuna inanıyoruz.” diyor.
Kaynak
Bu rehber yardımcı oldu mu?
DoktorClub’da Keşfet
