ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับ ซึ่งเป็นเกราะป้องกันน้ำมันหนาสองโมเลกุลอันชาญฉลาดที่ปกป้องเซลล์ที่มีชีวิตทั้งหมด รวมถึงเซลล์ของเราเอง เกิดขึ้นอย่างมากในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา แต่ยังมีปริศนาที่ต้องแก้ไข โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักชีววิทยากระตือรือร้นที่จะค้นพบเพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรตีนลึกลับที่อยู่ภายในชั้นไขมัน สายโซ่ของกรดอะมิโนเหล่านี้ประกอบกันเป็นโครงสร้างแบบพับที่เปลี่ยน
พฤติกรรม
ของเยื่อหุ้มเซลล์ เช่น อนุญาตให้ผ่านการคัดเลือกของเกลือและน้ำตาลเข้าและออกจากจุลินทรีย์ ในความเป็นจริง เยื่อหุ้มเซลล์เป็นที่อยู่ของโปรตีนหลายชนิดที่จำเป็นต่อการดำรงชีวิตในการดำรงชีวิต รวมถึงช่องทาง การลำเลียง ปั๊ม และตัวรับ รูปแบบเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดี แต่สิ่งที่ไม่เข้าใจคือโปรตีน
เมมเบรนเหล่านี้ซึ่งเป็นน้ำมันนำทาง bilayer ของน้ำมันเพื่อทำงานอย่างไร ขั้นตอนแรกสำหรับนักวิทยาศาสตร์คือการหากฎทางอุณหพลศาสตร์ที่ควบคุมการรวมตัวของโปรตีนในเยื่อหุ้มเซลล์ และกลุ่มวิจัยเช่น Janice Robertson และทีมงานของเธอซึ่งเคยประจำอยู่ที่มหาวิทยาลัยไอโอวาและปัจจุบันอยู่
ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์กำลังใช้เครื่องมือกล้องจุลทรรศน์ที่ล้ำสมัยเพื่อหาคำตอบ “เป้าหมายหลักของการวิจัยของฉันคือการตอบคำถาม: ทำไมโปรตีนเยื่อไขมันจึงเลือกที่จะทำปฏิกิริยากับโปรตีนไขมันชนิดอื่น แทนที่จะเป็นไขมันเยิ้มในเยื่อหุ้มเซลล์โดยรอบ” เธออธิบาย
วิธีแก้ปัญหาทางแสงสำหรับปัญหาทางชีวภาพหนึ่งในเทคนิคที่มีประโยชน์ที่สุดในการดูภายใน คือกล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนต์แบบสะท้อนแสงภายในทั้งหมด (TIRF) การจัดเรียงแสงในระบบเหล่านี้สร้างการส่องสว่างเฉพาะของโมเลกุลเหนือพื้นผิวของสไลด์แก้วที่อยู่เหนือเลนส์ใกล้วัตถุ การใช้ฟลูออโรฟอร์
ซึ่งเป็นสารเคมีที่เรืองแสงเมื่อถูกกระตุ้นด้วยแสงเป็นเครื่องหมาย นักวิจัยสามารถตรวจสอบได้ว่าประชากรของโมเลกุลภายในชั้นไขมันมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรเพื่อตอบสนองต่อสภาวะต่างๆ มีการกำหนดค่ากล้องจุลทรรศน์ที่แตกต่างกันจำนวนหนึ่ง แต่สิ่งที่พิเศษเกี่ยวกับการตั้งค่า
คือการใช้
ไมโครมิเรอร์เพื่อกำหนดทิศทางแสงเลเซอร์ที่เข้ามายังวัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์ มุมตกกระทบถูกปรับเพื่อให้ลำแสงสะท้อนภายในที่ส่วนต่อประสานตัวอย่าง ส่งคลื่นที่หายไปไปยังตัวอย่างที่สลายตัวในระยะทางไม่กี่ร้อยนาโนเมตร ทำให้ได้ปริมาณการกระตุ้นที่แคบซึ่งเหมาะสำหรับการดูโมเลกุลเดี่ยว
การซื้อกล้องจุลทรรศน์ช่วยประหยัดเวลาได้มาก และนั่นหมายความว่าเราจะได้ประโยชน์จากวิศวกรรมและความเสถียรทั้งหมดที่ได้รับการออกแบบมาในระบบในเซนต์หลุยส์ การใช้ไมโครมิเรอร์เมื่อเปรียบเทียบกับตัวกรองไดโครอิกแบบหลายความยาวคลื่นแบบปกติ ช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณ
ต่อสัญญาณรบกวนที่สามารถทำได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ TIRF กระจกไมโครสองอันวางอยู่ใต้วัตถุประสงค์ของกล้องจุลทรรศน์ อันหนึ่งส่งแสงเลเซอร์ไปที่เลนส์และอีกอันนำทางรังสีออก โดยเว้นที่ว่างไว้รอบ ๆ ระยะตัวอย่าง ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการวางอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น ไมโครปิเปต
หรือตัวตรวจจับแสงเพิ่มเติม นอกจากนี้ กระจกยังสามารถใช้งานร่วมกับแสงเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างๆ ได้ ซึ่งหมายความว่า และทีมงานของเธอสามารถใช้แสงสีต่างๆ เพื่อกระตุ้นชุดฟลูออโรฟอร์ในตัวอย่างโดยไม่ต้องเปลี่ยนส่วนประกอบในเส้นทางแสง กล่าวว่า “ผมได้เรียนรู้เกี่ยวกับกล้องจุลทรรศน์นี้
เป็นครั้งแรก
เมื่อตอนที่ผมกำลังฝึกอบรมหลังปริญญาเอกและทำงานร่วมกับนักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการ ในภาควิชาชีวเคมีที่มหาวิทยาลัย “พวกเขาสร้างกล้องจุลทรรศน์ขึ้นมาเอง ซึ่งเป็น TIRF ตามวัตถุประสงค์ที่ใช้กระจกไมโครมิเรอร์แทนกระจกไดโครอิกเพื่อควบคุมลำแสงกระตุ้น” การตั้งค่านี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์
สามารถรวบรวมสัญญาณแรงสูงจากตัวอย่างได้ในขณะที่ลดเสียงรบกวนรอบข้างการวิจัยประโยชน์ของความยืดหยุ่นเมื่อ อยู่ในฐานะที่จะตั้งห้องทดลองของเธอเองที่มหาวิทยาลัยไอโอวาได้ เธอรู้ดีว่าเธอต้องการอะไรจากกล้องจุลทรรศน์ และมองหาผู้จำหน่ายที่สามารถจัดหาระบบที่ใช้ไมโครมิเรอร์ได้
“ข้อได้เปรียบที่สำคัญของกล้องจุลทรรศน์ คือช่วยให้คุณมีข้อดีและความยืดหยุ่นของระบบที่สร้างขึ้นเองที่บ้าน” เธอแสดงความคิดเห็นตามหลักการแล้ว กลุ่มของเธอสามารถประกอบกล้องจุลทรรศน์ได้ตั้งแต่เริ่มต้น แต่นักวิจัยต้องการเริ่มต้นและดำเนินการให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้ เพื่อที่พวกเขาจะได้
ดำเนินการทดลองต่อไป “การซื้อกล้องจุลทรรศน์ช่วยประหยัดเวลาได้มาก และนั่นหมายความว่าเราจะได้ประโยชน์จากวิศวกรรมและความเสถียรทั้งหมดที่ได้รับการออกแบบมาในระบบ” ชี้ให้เห็นหลังจากห้าปีที่ไอโอวา โรเบิร์ตสันมีโอกาสขยายงานวิจัยของเธออีกครั้ง คราวนี้ย้ายไปที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน
ในเซนต์หลุยส์ ซึ่งหมายถึงการทำลายกล้องจุลทรรศน์และประกอบกลับคืนในห้องทดลองใหม่ของกลุ่ม แต่ก็ทำให้ทีมมีโอกาสที่จะปรับปรุงเครื่องมือเพิ่มเติม การตั้งค่าล่าสุดมีการออกแบบกล้องจุลทรรศน์ ใหม่ล่าสุด การออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงทำให้ระบบมีความยืดหยุ่นมากยิ่งขึ้น และช่วยให้ผู้ใช้
สามารถสลับระหว่างโหมดการส่องสว่างต่างๆ (รวมถึง TIRF) ได้อย่างง่ายดายด้วยโมดูลอัตโนมัติ แสดงความคิดเห็นว่า “ความเก่งกาจนั้นมีประโยชน์มากในการสลับระหว่างการศึกษาทั้งเซลล์หรือไลโปโซมฟลูออเรสเซนซ์ รวมถึงโมเลกุลโปรตีนเมมเบรนเดี่ยวในตัวอย่างเดียวกัน”ปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุล
นำมาสู่มุมมองเมื่อใช้ระบบนี้ ทีมงานได้ศึกษาปฏิกิริยาของโปรตีนเมมเบรนอย่างต่อเนื่องเพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่ทำให้โมเลกุลเหล่านี้รวมตัวกัน พับ และจับตัวกันในชั้นไขมัน ในน้ำ โรเบิร์ตสันอธิบายว่าการพับและการประกอบโปรตีนเกิดจากความแตกต่างอย่างมากระหว่างโปรตีน (น้ำมัน) และตัวทำละลาย (น้ำ) แต่สภาวะเหล่านี้ไม่มีอยู่ในชั้นไขมัน และการพับและการประกอบโปรตีนยังคงอยู่
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
