Home
Accesso / Registrazione
 di 

Un microscopio a raggi X per studiare le cellule

Il microscopio a raggi X permette di vedere anche i dettagli più piccoli delle cellule lasciandole completamente integre

I ricercatori di Berlino hanno sviluppato un nuovo microscopio a raggi X per la nanotomografia: hanno potuto così rivelare la struttura delle più piccole componenti delle cellule dei mammiferi in tre dimensioni. Per la prima volta, non serve fissare chimicamente, macchiare o tagliare le cellule allo scopo di studiarle. Il nuovo metodo offre un’immagine immediata in 3D, segnando un passo avanti rispetto alle tecniche con microscopio ottico.

Dal microscopio ottico ai raggi X

I ricercatori dell’Helmholtz-Zentrum di Berlino in Germania hanno sviluppato un nuovo microscopio a raggi X per la nanotomografia in grado di visualizzare i componenti più piccoli delle cellule in 3D. A differenza di altre tecniche di microscopia, la chimica di fissaggio, la colorazione o il taglio delle cellule non sono più necessari.

Le cellule viventi vengono rapidamente congelate in modo che possano essere studiate nel loro ambiente naturale. Un’immagine ad alta risoluzione 3D dell’intera cellula si ottiene in un solo passaggio, a differenza della microscopia elettronica, in cui viene assemblata l'immagine 3D attraverso la scansione di molte sezioni sottili. Con questa nuova tecnica possono essere realizzate risoluzioni fino a 30Nm.

Il corpo umano di un adulto è formato da circa 100 mila miliardi di cellule, la cui dimensione è di circa 50 nanometri. Ovviamente queste cellule non sono visibili ad occhio nudo, ma solo con particolari microscopi. La nuova tecnica del microscopio a raggi X permette di vedere anche i dettagli più piccoli.

I ricercatori sono stati in grado di visualizzare le doppie membrane del nucleo cellulare, i pori nucleari nel nucleo, i canali di membrana nucleare, le numerose invaginazioni della membrana mitocondriale interna e gli organelli cellulari come i lisosomi. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Methods.

Questa è la prima volta che l’ultrastruttura delle cellule è stata ripresa con i raggi X con tale precisione, cioè fino a 30 nanometri. Dieci nanometri sono circa un decimillesimo della larghezza di un capello umano. L’ultrastruttura è la struttura dettagliata di un campione biologico che è troppo piccolo per essere visto con un microscopio ottico.

Come funziona il microscopio a raggi X

I ricercatori hanno raggiunto questo obiettivo ad alta risoluzione 3D illuminando le strutture dell'oggetto congelato con una luce particolare. Questa luce è generata da Bessy II, una sorgente di sincrotrone HZB. La luce è formata da due onde la cui fase subisce fluttuazioni casuali che non sono tuttavia sufficienti a rendere l'onda del tutto incoerente. L’illuminazione con questo tipo di luce genera un contrasto significativamente maggiore per gli oggetti di piccole dimensioni rispetto all’illuminazione incoerente. Unendo questo approccio con un obiettivo ad alta risoluzione, i ricercatori sono stati in grado di visualizzare l’ultrastruttura delle cellule.

Il nuovo microscopio a raggi X permette anche di avere più spazio intorno al campione, situazione che porta ad una migliore visione spaziale. Questo spazio è sempre stato fortemente limitato dalla configurazione per l'illuminazione del campione. La richiesta di luce monocromatica di raggi X è stata creata utilizzando una griglia radiale e poi, da questa luce, un diaframma che seleziona l'intervallo di lunghezze d'onda desiderato. Il diaframma doveva essere collocato così vicino al campione che non c'era quasi più spazio per girare il campione.

Nel microscopio a raggi X i ricercatori hanno modificato questa impostazione: la luce monocromatica viene raccolta da un nuovo tipo di condensatore che illumina direttamente l'oggetto, e il diaframma non è più necessario. Questo permette al campione di essere ruotato fino a 158 gradi e osservato in tre dimensioni. Questi sviluppi forniscono uno strumento nuovo nel campo della biologia strutturale per la migliore comprensione della struttura delle cellule.

 

 

Scrivi un commento all'articolo esprimendo la tua opinione sul tema, chiedendo eventuali spiegazioni e/o approfondimenti e contribuendo allo sviluppo dell'argomento proposto. Verranno accettati solo commenti a tema con l'argomento dell'articolo stesso. Commenti NON a tema dovranno essere necessariamente inseriti nel Forum creando un "nuovo argomento di discussione". Per commentare devi accedere al Blog

 

 

Login   
 Twitter Facebook LinkedIn Youtube Google RSS

Chi è online

Ultimi Commenti