Technika mikroskopowa zajmuje się powiązaniami między neuronami
potężna forma mikroskopii mapuje połączenia między neuronami i może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć komunikację między komórkami.
każdy neuron łączy się z setkami, a nawet tysiącami innych poprzez małe węzły zwane synapsami. Pod mikroskopem świetlnym synapsy mogą rozmywać się razem. Mikroskopia elektronowa może pokazywać synapsy w wyższej rozdzielczości, ale ta technika wymaga przygotowania próbek w sposób, który może uszkodzić białka synaptyczne.
w nowym badaniu, opublikowanym 8 października w Cell, naukowcy wykorzystali formę mikroskopii świetlnej o wysokiej rozdzielczości zwanej stochastyczną mikroskopią rekonstrukcji optycznej (STORM), aby przyjrzeć się neuronom i ich połączeniom w tkance wrażliwej na światło siatkówki myszy z tyłu ocza1.
zwykła mikroskopia świetlna nie może rozwiązać fluorescencyjnie znakowanych struktur, które są blisko siebie. STORM, wprowadzony w 2006 roku, polega na robieniu zdjęć oddzielnych grup szeroko rozmieszczonych etykiet i łączeniu ich w bardzo szczegółowy obraz.
STORM potrafi rozróżnić cechy oddalone od siebie o 20 nanometrów — mniej więcej o odległość w poprzek synapsy. Aby uzyskać dobrą rozdzielczość głębi podczas przeglądania tkanki, naukowcy przecięli sekcje o grubości zaledwie 70 nanometrów, a następnie cyfrowo połączyli obrazy każdego kawałka.
używając fluorescencyjnych markerów, które wiążą się z białkami synaptycznymi, naukowcy podkreślili synapsy i białka po obu stronach. Zaprojektowano również neurony myszy do ekspresji białek fluorescencyjnych, ujawniając kształty całych neuronów.
naukowcy stworzyli zautomatyzowany program do identyfikacji lokalizacji i rodzaju każdej synapsy w oparciu o dystrybucję określonych białek w każdej z nich. Program może odróżnić synapsy, które wzmacniają sygnały, od tych, które je tłumią, ujawniając ich rozmieszczenie w siatkówce.
nowa platforma obrazowania może ujawnić, w jaki sposób związane z autyzmem mutacje w genach kodujących białka synaptyczne mogą zmieniać obwody mózgu.