Membawa warna ke gambar mikroskop elektron adalah masalah yang sulit. Dapat dikatakan bahwa warna tidak ada pada skala itu, karena benda-benda yang dicitrakan oleh mikroskop elektron lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya tampak. Tetapi itu tidak menghentikan para ilmuwan untuk mencoba, atau setidaknya mengembangkan teknik untuk memperkirakannya.
Konten terkait
- Biarkan Kami Sekarang Memuji Penemuan Mikroskop
Yang terbaru, dijelaskan dalam artikel di Cell oleh para ilmuwan dari University of California, San Diego, menempelkan warna buatan pada struktur biologis, yang dapat membantu kita lebih memahami struktur dan fungsi di dalam sel. Mereka yang pertama menggunakan metode ini pada bahan organik, mencocokkan hingga tiga warna dan membuat, dalam satu contoh, daerah Golgi tampak hijau dan membran plasma berwarna merah.
"Ini menambahkan banyak informasi tambahan ke mikroskop elektron konvensional, " kata Stephen Adams, penulis utama makalah ini. "Kami berharap ini akan menjadi teknik umum yang akan digunakan orang untuk pemetaan resolusi sangat tinggi dari molekul apa pun, sungguh, yang mereka inginkan."
Ketika teknologi seperti ini menaikkan resolusi gambar, itu bisa memungkinkan para ilmuwan mengintip ke dalam sel itu sendiri, dan mengidentifikasi tubuh di dalamnya secara lebih rinci. Di bawah mikroskop tradisional berbasis cahaya, mustahil untuk membayangkan sesuatu yang lebih kecil dari panjang gelombang cahaya yang digunakan mikroskop, yaitu sekitar 250 nanometer, jelas Brian Mitchell, seorang profesor sel dan biologi molekuler di Universitas Northwestern. "Itu area yang cukup besar, jadi jika Anda mencoba mengatakan bahwa protein yang sangat penting ini Anda temukan ada di bagian dalam membran atau di luar membran, sangat sulit untuk mengatakan bahwa ketika Anda tidak bisa dapatkan di bawah resolusi 250 nm itu, ”katanya.
Sementara itu, gambar hitam dan putih yang dihasilkan oleh mikroskop elektron memiliki masalah yang sama: Meskipun resolusi yang diberikan ruang lingkup sangat besar, mungkin sulit untuk membedakan antara struktur seluler yang berbeda pada skala abu-abu.
Teknik yang digunakan oleh Adams dan perusahaan adalah semacam kombinasi mikroskop cahaya, yang memantulkan cahaya benda, dan mikroskop elektron, yang memantulkan elektron dari benda. Pertama, mereka menggunakan gambar yang dihasilkan mikroskop cahaya untuk mengidentifikasi struktur yang ingin mereka sorot. Mereka memperkenalkan sejumlah kecil logam tanah jarang, dan melapisi struktur dengannya. Kemudian mereka membawanya ke mikroskop elektron.
Ketika mikroskop menembakkan elektron pada jaringan, beberapa menembus, dan yang lain mengenai bahan yang lebih tebal atau lebih berat dan bangkit kembali, seperti sinar-X. Beberapa menyerang logam tanah jarang, dan memindahkan elektron ke sana, menyebabkannya terbang; bersamaan dengan itu muncul sedikit energi, berbeda dengan logam tertentu yang digunakan, dan inilah yang diukur oleh mikroskop mereka. Teknik ini disebut spektroskopi kehilangan energi elektron.
Adams telah mencitrakan struktur sel seperti kompleks Golgi, protein pada membran plasma, dan bahkan protein di sinapsis di otak. "Untuk banyak percobaan biologi, sangat berguna untuk memiliki perbesaran yang sangat tinggi untuk, benar-benar melihat di mana protein ini berada, atau di mana molekul khusus ini berada di dalam sel, dan apa yang dilakukannya, " katanya. "Itu sering memberimu ide tentang apa fungsinya."
Ini bukan hanya akademis, kata Mitchell. Mengetahui apa yang terjadi di dalam sel dapat berguna dalam diagnosis dan pengobatan penyakit.
"Jika Anda memiliki protein yang, misalnya, melokalisasi ke beberapa substruktur seluler ... dan mungkin dalam situasi penyakit itu protein tidak pergi ke tempat yang seharusnya, " kata Mitchell. “Dengan melihat lokalisasi protein, Anda berkata, 'hei, protein ini tidak menuju ke tempat yang seharusnya, itu mungkin yang mendasari mekanisme mengapa sel tidak berfungsi sebagaimana mestinya, dan dapat mendasari mengapa penyakit ini melakukan apa yang dilakukannya. '”
Artikel Sel bukan satu-satunya upaya untuk memberikan citra warna dari mikroskop elektron. Satu lainnya adalah mikroskop elektron korelatif cahaya, yang menandai struktur sel dalam gambar mikroskop cahaya dengan molekul fluoresen untuk menemukannya, kemudian menggunakan mikroskop elektron untuk gambar mereka, dan menutupi kedua gambar. Lainnya adalah pelabelan immunogold, yang mengikat partikel emas dengan antibodi, dan mereka kemudian muncul dalam gambar mikroskop elektron karena kepadatan emas. Tetapi masing-masing memiliki masalah sendiri: yang pertama memerlukan dua gambar yang berbeda, dari mikroskop yang berbeda, mengurangi presisi; dan yang terakhir dapat memberikan pewarnaan yang tidak jelas.
Koran itu adalah yang terakhir menyandang nama Roger Tsien, seorang ahli kimia pemenang hadiah Nobel yang meninggal pada Agustus. Tsien terkenal karena menggunakan protein fluorescent dari ubur-ubur untuk menerangi struktur sel.
“[Tulisan ini] adalah puncak dari hampir 15 tahun pekerjaan, jadi saya pikir itu adalah warisan lain yang dia tinggalkan, ” kata Adams. "Itulah harapan, bahwa itu akan mengarah pada ide-ide baru dan cara-cara baru untuk meningkatkan mikroskop elektron dan kegunaannya."
