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Notiziario Marketpress di
Giovedì 25 Novembre 2010 |
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MICROSCOPIO INNOVATIVO FORNISCE IMMAGINI 3D INTATTE E AD ALTA RISOLUZIONE DELLE CELLULE
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Bruxelles, 25 novembre 2010 - Scienziati tedeschi e statunitensi hanno fatto ciò che sembrava impossibile: essi hanno sviluppato un microscopio all´avanguardia che fornisce un´immagine tridimensionale (3D) immediata di cellule intatte senza la necessità di fissarle chimicamente, tagliarle o persino colorarle per studiarle. Presentato nella rivista Nature Methods, il nuovo dispositivo potrebbe colmare una lacuna delle tecnologie attuali e rivelarsi utile nelle scienze mediche e anche nella biologia strutturale. Gli scienziati dell´Istituto per la materia soffice e i materiali funzionali presso l´Helmholtz Zentrum Berlin (Hzb) in Germania e del National Cancer Institute negli Stati Uniti hanno studiato nel loro ambiente naturale cellule intere congelate in modo rapido. Secondo i ricercatori, le immagini 3D ad alta risoluzione dell´intera cellula vengono prodotte in un´unica fase. Questo nuovo dispositivo è migliore della microscopia elettronica poiché, ad esempio, genera immagini 3D delle cellule quando queste sono intatte. Inoltre, esso è più veloce della microscopia elettronica, con la quale un ricercatore può impiegare anche settimane per produrre un´immagine 3D di una sola cellula. Il nuovo microscopio supera anche la microscopia a fluorescenza, che permette ai ricercatori di vedere solo strutture marcate dopo che sono state colorate. Traendo vantaggio dal contrasto naturale tra il materiale organico e l´acqua, hanno detto, il team ha potuto formare un´immagine di tutte le strutture cellulari. I ricercatori hanno ricostruito cellule di adenocarcinoma di topo in tre dimensioni. Essi sono stati persino in grado di vedere i più piccoli dettagli delle cellule, compresi i pori nucleari nell´involucro nucleare, la doppia membrana del nucleo della cellula, le invaginazioni della membrana mitocondriale interna, i canali della membrana nel nucleo e le inclusioni negli organelli cellulari come i lisosomi. I raggi X hanno creato immagini dell´ultrastruttura delle cellule fino a 30 nanometri (10 nanometri equivalgono a circa 1 decimillesimo della larghezza di un capello umano). L´ultrastruttura è la struttura dettagliata di un campione biologico che non è visibile con un microscopio ottico. Il team ha utilizzato una luce parzialmente coerente per illuminare le minuscole strutture dell´oggetto congelato e idratato e ottenere l´alta risoluzione 3D. Per produrre la luce è stata utilizzata la sorgente di sincrotrone dell´Hzb, chiamata Bessy Ii. I ricercatori hanno spiegato che la coerenza parziale è la proprietà di due onde la cui fase relativa subisce oscillazioni casuali che non sono sufficienti a generare un´onda completamente incoerente. Utilizzando questo approccio associato a lenti ad alta risoluzione, essi sono riusciti a visualizzare le ultrastrutture delle cellule con un contrasto eccezionale. "Abbiamo costruito un microscopio a trasmissione di raggi X soffici che sfrutta i miglioramenti delle tecniche di nanofabbricazione, che permettono di produrre obiettivi a raggi X con risoluzioni maggiori e con larghezze delle zone estreme minori," gli autori hanno scritto nello studio. "Abbiamo combinato questo obiettivo ad alta risoluzione con l´illuminazione parzialmente coerente del campione invece dell´obiettivo a bassa risoluzione e l´illuminazione semi-incoerente usato nei precedenti progetti. Anche se la coerenza parziale diminuisce la risoluzione massima possibile rispetto all´incoerenza, essa fornisce un contrasto nettamente maggiore tra le frequenze spaziali medie e quelle più alte. Di conseguenza, la combinazione della coerenza parziale con un obiettivo con migliore risoluzione dovrebbe produrre un maggiore contrasto per le caratteristiche più piccole. ´ Secondo i ricercatori, questi ultimi sviluppi offriranno al mondo della medicina delle informazioni chiave sui processi intracellulari, cioè in che modo i virus o le nanoparticelle penetrano nelle cellule o nel nucleo. E da un punto di vista generale, essi offriranno un nuovo strumento alla biologia strutturale per accrescere la comprensione della struttura della cellula. Per maggiori informazioni, visitare: Istituto Hzb per la materia soffice e i materiali funzionali: http://www.Helmholtz-berlin.de/forschung/funkma/soft-matter/index_de.html Nature Methods: http://www.Nature.com/nmeth/index.html |
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