Kryo-elektronový mikroskop nahlíží do nitra buněk

Až do nitra buněk v donedávna ještě nedostupném detailu se nyní mohou podívat vědci působící ve Středoevropském technologickém institutu Masarykovy univerzity (Ceitec MU) díky novému kryo-elektronovému mikroskopu FEI Titan Krios a dalším přístrojům, které dohromady přišly na 5 milionů eur a patří v rámci centra k nejdražšímu vybavení.

>> přečtěte si o otevření nových pavilonů Ceitecu MU

Přístroj, který je ve střední a východní Evropě zcela ojedinělý, umožňuje studovat struktury a prostorové uspořádání izolovaných komplexů bílkovin a nukleových kyselin téměř až na úroveň atomů, anebo zobrazit tyto komplexy přímo uvnitř buňky na molekulární úrovni. Ze získaných informací pak mohou vědci odvodit mechanismy funkce studovaných biomolekul a poznatky využít například pro vývoj cílených léčebných postupů.

Nový mikroskop umožňuje zobrazení makromolekul a buněk v tzv. vitrifikovaném stavu. Na rozdíl od standardních přístupů elektronové mikroskopie jsou biologické vzorky uchovány v jejich přirozeném prostředí a rychle zamrazeny - vitrifikovány - na teplotu přibližně -200 °C, při níž nedochází k jejich deformaci či poškození. Elektronový svazek mikroskopu však může proniknout vzorky pouze o tloušťce do 0,5 mikrometru, a proto je příprava biologických vzorků náročná. K tomu slouží vědcům z Ceitecu speciální vitrifikační robot, který umožňuje přípravu tenkých vzorků (100 – 200 nanometrů) za opakovatelných podmínek.

Vysoké rozlišovací schopnosti mikroskopu také kladou speciální požadavky na prostory, ve kterých může být takový mikroskop umístěn. Expozice vzorku trvá kolem jedné vteřiny, kdy se nesmí vzorek ani přístroj pohnout byť o desetinu nanometru (10-10 m). Sebemenší vibrace během expozice by totiž znemožnily přesná měření. Přístroj vysoký čtyři metry vážící 2000 kilogramů a vyžadující napětí 300 kilovoltů musí proto být umístěn ve speciálně postavených prostorech s oddělenými základy, které izolují mikroskop od vibrací celé budovy. Navíc, místnost musí být izolována od jakýchkoli rušivých elektromagnetických polí. Proto ani nemohou jezdit v blízkosti budovy s mikroskopy tramvaje či trolejbusy, které by způsobovaly silné vibrace a narušovaly elektromagnetické pole a elektronový svazek v mikroskopu.

Masarykova univerzita | Masaryk university