מדענים פיתחו שיטת חיתוך מדויקת לבחינת חלקי התא

רואים קרוב: חוקרים ישראלים פיתחו שיטת חיתוך דק ייחודית המאפשרת בחינה מדויקת של חלקי התא

פרופ’ אוהד מדליה מהפקולטה למדעי החיים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב ועמיתיו מרחבי העולם פיתחו שיטה חדשה לחיתוך דק ודגימה בקרן יונים לצורך יצירת הדמיה טובה של מבני התא. השיטה פורסמה לאחרונה במאמר “Structural Analysis of Multicellular Organisms with Cryo-Electron Tomography” באתר האינטרנט של Nature Methods .

טומוגרפיה במיקרוסקופ אלקטרונים (CET) היא כלי רב עוצמה בביולוגיה מבנית, המאפשרת הדמיית מבנה תלת-ממדי של דוגמאות ביולוגיות כגון תאים, אברונים או וירוסים בסביבתם הטבעית.

כדי להשיג זאת, הדוגמא מוקפאת במהירות לטמפרטורה של -196oC , ומצולמת כך שנראית מכיוונים שונים. בעזרת מחשב, סדרת התמונות הללו מאוחדת לקבלת מבנה תלת ממדי. אולם, השיטה מוגבלת לדוגמאות דקות כמו אזורים היקפיים של תאים שלמים. לכן, יישום שיטה זו על רקמות ויצורים רב תאיים דורש חיתוך פיזי של הדוגמא הקפואה.

במחקר פיתחו החוקרים, את השימוש בקרן יונים להכנת רקמות ותאים לטומוגרפיה. באמצעות שילוב של הקפאת דוגמא ישירות על מצע של מיקרוסקופ אלקטרונים והוספת סמנים ננוקריסטלים, הנחוצים על פני השטח, הצליחו החוקרים לייצר מפות תלת ממדיות של תולעים (C. elegans) ועובריהם המופרים.

שהשימוש בקרן יונים, על מנת לחתוך דוגמאות כך שניתן יהיה להסתכל עליהן במיקרוסקופ אלקטרוני, כבר דווח בספרות, כמו גם השימוש בתולעים. החידוש במחקר הזה הוא באופן הקפאת הדוגמא הביולוגית- הקפאה ללא כל חומר שמקיף את הדוגמא ומקל על החיתוך. חידוש נוסף הוא השימוש במרקרים ננוקריסטליים אשר מאפשרים חתכים שונים וחדשים ויצירת הדמיית מבנה תלת ממדי במגוון תנאים שנבחרים על ידי המשתמש ובכך משפרים את רזולוציית התמונה.

השיטה המודגמת במחקר מציעה פתרון כללי להשגת טומוגרמות ברזולוציה גבוהה מתאים עבים ורקמות בתנאי הדמייה מגוונים. כעת ניתן להשתמש ב- CET על מנת לפתור מבנים מקרומולקולריים מרקמות, ועל ידי כך לגשר על הפער בין ביולוגיה מבנית, תאית והתפתחותית.