Hlavní obsah

Detekce molekul jako hvězd. Nová metoda českých vědců zlepšuje mikroskopii

3:10
3:10

Poslechněte si tento článek

Novou metodu detekce molekul pro mikroskopii s lokalizací jednotlivých molekul (SMLM) vyvinul tým vědců z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR ve spolupráci s dalšími univerzitami. Odborníky inspirovaly techniky používané v astronomii k mapování hvězd.

Foto: Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR

Ilustrační foto

Článek

Tato metoda, která využívá principy detekce signálů známé z radarů a astronomie, výrazně zlepšuje přesnost výsledků. Technologie nachází uplatnění v molekulární biologii, výzkumu léků a dalších vědeckých oborech.

„SMLM je mikroskopická metoda, která umožňuje pozorování struktur s mnohem větším rozlišením než klasická optická mikroskopie, a tím otevírá nové možnosti pro studium biologických systémů, proteinů nebo například virů,“ vysvětlila vedoucí výzkumu Vladimíra Petráková.

Jako hledání objektů ve vesmíru

Výsledné mikroskopické obrazy v SMLM podle ní vznikají složením tisíců fotografií, z nichž každá zobrazuje pouze část molekul, ze kterých struktura sestává. Snímek tak namísto zobrazované struktury připomíná na první pohled spíš hvězdné nebe, jasné blikající tečky (molekuly) na tmavém pozadí.

Nová kapitola učebnic elektrochemie. Objev českých výzkumníků ovlivní vývoj inteligentních materiálů

Věda a školy

Pro zobrazení výsledného obrázku je nutné tyto molekuly na snímku identifikovat a určit, kde mají střed.

Současné metody rozpoznávání molekul v mikroskopii často závisí na ručním nastavování různých parametrů. To znamená, že každý vědec může použít trochu jiná nastavení, což vede k odlišným výsledkům a ztěžuje srovnání mezi jednotlivými experimenty.

Detekce molekul v SMLM mikroskopii podle prvního autora studie Miroslava Hekrdly opravdu připomíná hledání objektů ve vesmíru nebo radary.

„V obou případech jde o oddělení skutečných signálů od šumu na pozadí. My jsme nyní adaptovali postup, který se používá v radarech a astronomii již desítky let. Tento způsob detekce hrál například zásadní roli v pozorování gravitačních vln,“ přiblížil.

Foto: Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR

Interní super-rozlišovací mikroskop s citlivou kamerou přizpůsobený pro jednomolekulovou lokalizační mikroskopii SMLM.

Nová metoda používá způsob, jak lépe filtrovat data, a přitom umožňuje nastavit požadovanou pravděpodobnost falešných detekcí a tím určit práh pro identifikaci molekul.

Místo složitého nastavování různých parametrů se tak používá jeden jednoduchý, což usnadňuje práci vědcům a zajišťuje přesnější výsledky. Tato technika by mohla pomoci všem laboratořím používat stejný postup, což zlepší spolehlivost a kvalitu výsledků, uvádí tisková zpráva.

Metoda popsaná v článku publikovaném v časopise Nature Communications může mít široké využití v biologickém a medicínském výzkumu, kde přesná lokalizace molekul hraje klíčovou roli. Podle vědců by mohla přispět ke zlepšení diagnostických postupů a vývoji nových léčiv.

Odhalí i nejmenší vadu materiálu. Schopnosti unikátního mikroskopu nabídnou liberečtí vědci firmám

Věda a školy

Delong by oslavil stovku. Z Brna je díky němu světové centrum elektronové mikroskopie

Věda a školy

Výběr článků

Načítám