Microscopio hace video 3D de células vivas

The saying goes, “Lightning never strikes the same place twice.” But what’s in a saying? Dr. Eric Betzig recently showed creating one

Source: singularityhub.com

MICROSCOPIO DE BETZY HACE VIDEO 3D DE CÉLULAS VIVAS
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El Dr. Eric Betzig mostró recientemente la creación de un nuevo y revolucionario microscopio. Betzig, físico e ingeniero en el Campus Janelia Granjas Investigación en Virginia, ha inventado un increíblemente poderoso microscopio que promete traer la frenética actividad de las células a nuestra vista. Y lo ha hecho después de ganar el Premio Nobel de Química el mes pasado por otro microscopio avanzado que desarrolló hace menos de 10 años. El último avance de Betzig, llamada microscopía de enrejado de hojas de luz, permite a los investigadores observar los procesos rápidos que tienen lugar en las células vivas en 3D en tiempo real. A continuación, hemos incluido una selección de los 31 vídeos notables escritos por el equipo de Betzig.
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Este primer video ((https://vimeo.com/109402660) muestra una de las células T del sistema inmune (rojo) que ataca a una célula diana (azul). (video aqui la lista completa: http://www.janelia.org/lab/betzig-lab).
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Los Microscopios han recorrido un largo camino desde los primeros prototipos que se hicieron en Holanda en el año 1500. Los Microscopios convencionales usan la luz y un grupo de lentes para magnificar objetos pequeños como células. Sin embargo, estos MICROSCOPIOS DE LUZ están limitados por las longitudes de onda de la luz visible, por lo que es imposible el estudio de la estructura y actividad de las células en cualquier gran detalle. Los más poderosos microscopios de hoy son los MICROSCOPIOS ELECTRÓNICOS y usan el haz de electrones que tiene una longitud de onda mucho menor que la luz visible, lo que permite increíble resolución y magnificación. Pero estos no pueden usarse con células vivas. Por ello ahora usan un MICROSCOPIO ÓPTICO AVANZADO que usa la fluorescencia de moleculas para generar una imagen más detallada de las células. ¿Cómo funciona?. Molécula fluorescentes se pueden conectar a varias partes de la célula y excitarlas por una longitud de onda específica de la luz, haciendo que emitan luz de una longitud de onda diferente. Usando filtros sofisticados, las dos longitudes de onda se separan de modo que sólo la luz emitida por las moléculas fluorescente excitadas se usen para crear la imagen.
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Incluso el MICROSCOPIO DE FLUORESCENCIA no deja de tener sus limitaciones, principalmente por la alta intensidad de la luz usada para excitar los fluoróforos. La luz intensa puede dar lugar a los fluoróforos que pierden la capacidad de emitir luz, un fenómeno llamado foto-blanqueo. La luz también puede dañar las células de dos maneras, conocidas colectivamente como foto-toxicidad: 1) la luz de longitud de onda corta es de alta energía y daña los sistemas biológicos. Piense en los rayos UV del sol. 2) los fluoróforos pueden producir sustancias químicas reactivas que dañan las células cuando están iluminados.

Este otro video (http://vimeo.com/109402661) muestra, usando el nuevo método de Betzig una célula cancerosa (verde) que se arrastra a través de una matriz de colágeno (naranja). En lugar de utilizar un potente haz de luz para iluminar toda la célula, se utiliza una luz mucho más débil centrado en una parte específica de la célula. Así centrado en hecho de que podría “ver” moléculas fluorescentes individuales que son sólo de nanómetros de distancia. Con este enfoque, en cualquier lugar de 40 a 100.000 instantáneas de moléculas individuales se toman y luego son unidas para producir una imagen detallada 3D. La tecnología fue llamada PALM o localización microscopía foto-activado, e hizo rápidamente de la microscopía de una sola molécula la regla de oro para el estudio de células vivas con un daño mínimo.
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Y sin dormirse en los laureles, el Dr. Betzig rápidamente mejora la tecnología PALM, lo que podría producir imágenes de alta resolución, pero era demasiado lento para ver los procesos biológicos que ocurren en tiempo real. Su última creación, llamada enrejado de microscopía con hojas de luz, fue publicado el mes pasado en la revista Ciencia. Este video final (https://vimeo.com/109403013) muestra las primeras rondas de división celular del embrión de un GUSANO C ELEGAN, una proteína crítica para la separación y el paso de los cromosomas entre las células (AIR-2) se localiza con moléculas fluorescentes. Si bien el desarrollo de microscopios de super-resolución que salen del laboratorio del Dr. Betzig son emocionantes, el verdadero placer vendrá una vez que la tecnología se abra camino a los biólogos moleculares y celulares de todo el mundo.

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Ya en el pasado año, treinta equipos de científicos que estudian diversas áreas de la biología han visitado el laboratorio del Dr. Betzig de aprender y utilizar el microscopio. La capacidad de producir imágenes de alta resolución de muestras biológicas con un daño mínimo aumentará nuestro conocimiento sobre qué y cómo se desarrollan las cosas a nivel celular y subcelular.

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