Основываясь на предыдущих исследованиях, в основном с использованием электронной микроскопии, известна основная структура центриолей. Но ПТМ невидимы для электронного микроскопа, поэтому как они выглядят??
Благодаря улучшенной технологии флуоресцентного микроскопа сверхвысокого разрешения, разработанной биофизиками EPFL, теперь у нас есть подробное изображение этих наноразмерных структур, как изолированных, так и in situ. Как и ожидалось, центриоли имеют форму ребристых пуль, i.е. они имеют цилиндрическую форму с девятью продольными выступами, диаметр которых сужается на одном конце.
Учитывая такую высокую степень организации, ученые были удивлены, обнаружив, что один ПТМ фактически изгибается вокруг этих гребней. Результаты опубликованы сегодня в Nature Methods.
"Симметрии многомолекулярных машин часто объясняют, как они могут выполнять разнообразные функции. ПТМ могут формировать специальный код, который сообщает белкам, где стыковаться, но также может стабилизировать центриоль, пока силы действуют во время деления.
Мы до сих пор не знаем, почему существует поворот, но он дает ключ к разгадке того, как работают центриоли. В нашем исследовании подчеркивается, что микроскопия сверхвысокого разрешения является важным партнером электронной микроскопии в структурной биологии », – говорит биофизик Сулиана Мэнли, возглавляющая Лабораторию экспериментальной биофизики (LEB).
Улучшенные методы визуализации со сверхвысоким разрешением
Центриоли примерно в 100 раз меньше клетки млекопитающего и в тысячу раз меньше человеческого волоса.
Поэтому для наблюдения за ними внутри живых клеток потребовалось усовершенствовать технологию микроскопа сверхвысокого разрешения, которая использует свет для зондирования образцов, поскольку методы, как правило, слишком медленные для структурных исследований. Дора Махечич, аспирантка из LEB, улучшила дизайн освещения, чтобы увеличить размер изображений, которые мог захватывать их микроскоп, за счет более равномерного распределения света по полю зрения.
Микроскоп, флуоресцентный микроскоп сверхвысокого разрешения, совсем не тот оптический микроскоп, который можно было бы увидеть на вводных уроках биологии. На самом деле это сложная установка из тщательно выровненных зеркал и линз, которые формируют и доставляют лазерный свет в образец.
Биофизики объединили эту установку с передовой подготовкой образцов, в которой используется физическое увеличение образца и флуорофоры, чтобы белки, строительные блоки жизни, повторно излучали свет.
Эта новая технология сверхвысокого разрешения может быть использована для изучения множества других структур внутри клетки, таких как митохондрии, или для изучения других многомолекулярных машин, таких как вирусы.