رصد ترافیک جاده‌ای درون سلولی با GPS نانویی

به گزارش موسسه علوم و فناوری دایگو گیونگبوک اعلام کرد که گروهی تحقیقاتی یک میکروسکوپ با وضوح فوق‌العاده میدان تاریک و با وضوح مکانی و زمانی عالی ایجاد کرده است و آن‌ها رفتار دینامیکی اندوزوم‌ها را در حمل و نقل درون سلولی مشاهده کرده‌اند. انتظار می‌رود که مشاهده طولانی مدت سلول‌های زنده با استفاده از میکروسکوپ، مشکلات زیستی دشواری را حل کند که قبلاً حل آن‌ها ممکن نبود.
اندوزوم‌ها کیسه‌های مایعی هستند که با غشا‌های زیستی احاطه شده‌اند و از طریق اندوسیتوز در سیتوپلاسم ایجاد می‌شوند. آن‌ها در زمان مناسب و با پروتئین‌های حرکتی که در امتداد شبکه‌های جاده‌ای درون سلولی (ریزلوله‌ها) حرکت می‌کنند، به مکان مناسب منتقل می‌شوند. در این فرآیند، تجزیه و تحلیل حرکت اندوزوم و چرخش سه‌بعدی می‌تواند کلید مهمی برای درک زیست‌شناسی مولکولی حمل و نقل درون سلولی باشد.
پژوهشگران میکروسکوپی با وضوح بسیار بالا ساخته‌اند که دو نانوکاوشگر را در اندوزوم‌ها قرار می‌دهد، آن‌ها را متمایز و برای مدت طولانی مشاهده می‌کند تا با این کار انتقال و حرکت مواد را رصد کند. حرکات اندوزوم‌ها در زمان واقعی از طریق تعدادی فرآیند، مانند استفاده از نانوذرات طلا انجام می شود و ویدیوئی طولانی مدت از طریق ضبط مداوم ارائه می‌دهد.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از این روش، رفتار دینامیکی سه‌بعدی اندوزوم‌ها را مشاهده کردند، حرکات انتقالی و چرخشی را که هنگام انتقال اتفاق می‌افتد، تجزیه و تحلیل کردند و مقادیر فیزیکی چرخشی بیولوژیکی را که قبلاً نمی‌توانستند اندازه‌گیری‌کنند، محاسبه و توزیع‌های آماری آن‌ها را استخراج کردند.
کارشناسان می گویند: «از طریق توسعه این فناوری تصویربرداری، ما توانستیم فرآیند حمل و نقل درون سلولی را با وضوح چند ده نانومتر مشاهده و به طور مستقیم مدل طناب‌کشی آندوزوم‌ها را تأیید کنیم.»
نتایج این تحقیق در مقاله‌ای با عنوان Two GPSes in a Ball: Deciphering the Endosomal Tug-of-War Using Plasmonic Dark-Field STORM در JACS Au منتشر شد.