Истражувачи од Универзитетот Калифорнија, Беркли, развија нова технологија што би можела значително да ја подобри крио-електронската микроскопија. Системот користи исклучително моќен ласер за зголемување на контрастот и појасно прикажување на ситни структури во клетките.
Технологијата, наречена ласерска фазна плочка, ја менува фазата на електронскиот сноп во микроскопот. Со тоа малите молекули полесно се разликуваат од нивната околина, без да се намали интензитетот на снопот или значително да се влоши резолуцијата.
Крио-електронската микроскопија овозможи детално проучување на протеини и забрза делови од истражувањето и развојот на лекови. Сепак, многу човечки протеини се премали за да се снимат јасно. Новиот пристап има потенцијал да овозможи анализа на структури со приближно една третина од големината на оние што денешните системи тешко ги прикажуваат.
Особено значајна би можела да биде примената во крио-електронската томографија. Оваа техника комбинира снимки од повеќе агли за да создаде тридимензионален приказ на молекулите во нивната природна клеточна средина. Така научниците би можеле да следат како протеините се распоредуваат и меѓусебно дејствуваат во густо исполнетата клетка.
Новата опрема може да помогне при визуелизација на молекули како хемоглобинот, но и на поголеми клеточни структури, меѓу кои јадрото и митохондриите. Беркаковиот тим го вградил системот во напреден крио-електронски микроскоп наречен Theia, по старогрчката титанка поврзана со светлината.
Паралелно, тим од Biohub во Редвуд Сити гради сроден инструмент со два ласерски зрака поставени под прав агол. Овој распоред овозможува секој ласер да работи со околу половина од потребната моќност, со што се намалува ризикот од оштетување на компонентите и се ограничуваат оптичките изобличувања.
Основата на технологијата потекнува од принципот на фазен контраст, кој во светлосната микроскопија го направил невидливото клеточно ткиво полесно за набљудување. Принципот бил развиен од физичарот Фритс Зернике и придонел за Нобеловата награда за физика во 1953 година.
Идејата фазниот контраст да се примени со ласер во електронска микроскопија била предложена во 2010 година. За нејзина практична реализација биле потребни околу 15 години инженерска работа, вклучително и развој на систем што концентрира континуиран ласерски зрак од 75 киловати во простор широк само неколку микрометри.
Во тестирањата со шест различни примероци, надградениот микроскоп постигнал подобра јасност, особено кај малите или тешки за снимање примероци. Резултатите се чекор кон подетално разбирање на молекуларните механизми што го одржуваат животот и можат да помогнат во проучувањето на болестите.
