Microscopie techniek huizen in op verbindingen tussen neuronen
een krachtige vorm van microscopie brengt verbindingen tussen neuronen in kaart en kan onderzoekers helpen de communicatie tussen de cellen beter te begrijpen.
elk neuron verbindt met honderden of zelfs duizenden andere via kleine knooppunten die synapsen worden genoemd. Onder een lichtmicroscoop kunnen synapsen samen vervagen. De elektronenmicroscopie kan synapsen bij hogere resolutie tonen, maar deze techniek vereist het voorbereiden van steekproeven op manieren die synaptische proteã nen kunnen beschadigen.
in de nieuwe studie, gepubliceerd op 8 oktober in Cell, gebruikten onderzoekers een vorm van hoge resolutie lichtmicroscopie genaamd stochastische optische reconstructie microscopie (STORM) om te kijken naar neuronen en hun verbindingen in de muis retina-lichtgevoelig weefsel aan de achterkant van het oog1.
gewone lichtmicroscopie kan fluorescent gelabelde structuren die dicht bij elkaar zijn niet oplossen. STORM, geïntroduceerd in 2006, houdt in het nemen van foto ‘ s van afzonderlijke groepen van wijd verspreide labels en ze te combineren tot een zeer gedetailleerd beeld.
STORM kan onderscheid maken tussen functies die 20 nanometer van elkaar verwijderd zijn — ongeveer de afstand over een synaps. Om een goede diepteresolutie te krijgen terwijl ze door het weefsel kijken, hebben de onderzoekers secties van slechts 70 nanometer dik gesneden en vervolgens digitaal de beelden van elk stuk gecombineerd.
door gebruik te maken van fluorescente markers die zich binden aan synaptische eiwitten, belichten de wetenschappers de synapsen en de eiwitten aan weerszijden. Ze ontwierpen ook de muizenneuronen om fluorescerende proteã nen uit te drukken, die de vormen van hele neuronen openbaren.
de onderzoekers creëerden een geautomatiseerd programma om de locatie en het type van elke synaps te identificeren op basis van de distributie van specifieke eiwitten op elk synaps. Het programma kan onderscheid maken tussen synapsen die signalen verbeteren versus die die hen dempen, onthullen hun regeling binnen het netvlies.
het nieuwe beeldvormingsplatform zou kunnen onthullen hoe autisme-gekoppelde mutaties in genen die synaptische eiwitten coderen, hersencircuits kunnen veranderen.