إليك أخبار جيدة للباحثين الذين يعملون في مجال الفحص المجهري الفلوري عالي الدقة: لأول مرة، يمكن استخدام المساطر الجزيئية المتوافقة حيويًا لمعايرة أحدث طرق الفحص المجهري فائق الدقة. وقد مكنت التطورات الحديثة في الفحص المجهري فائق الدقة الدقة البصرية من الوصول إلى بضعة نانومترات، مماثلة لحجم الجزيئات الخلوية. ومع ذلك، فإن التحقق من صحة هذا القرار على المكونات الخلوية مثل المجمعات المتعددة البروتينات كان يمثل تحديًا بسبب عدم وجود أنظمة مرجعية جزيئية حيوية قادرة على وضع علامات دقيقة على الصبغة على مسافات النانو.
قدم فريق من العلماء بقيادة الدكتور جيرتي بيليو والبروفيسور ماركوس سوير من مركز رودولف فيرشو للتصوير الحيوي التكاملي والانتقالي في جامعة يوليوس ماكسيميليان (JMU) في بافاريا، ألمانيا، نقطة تحول. لقد نشروا مساطر جزيئية جديدة متوافقة حيوياً، PicoRulers (مساطر بصرية لمعايرة التصوير المستندة إلى البروتين) في مجلة المواد المتقدمة.
نجح فريق البحث في بناء هذه المساطر الجزيئية المخصصة باستخدام توسيع الشفرة الوراثية والكيمياء النقرية. ويمكن استخدامها كهياكل مرجعية جزيئية حيوية دقيقة في الفحص المجهري الفلوري.
تعتمد PicoRulers على بروتين PCNA المكون من ثلاثة أجزاء (المستضد النووي للخلايا المتكاثرة)، والذي يلعب دورًا رئيسيًا في تكرار الحمض النووي وإصلاحه. تم تعديل البروتين عن طريق إدخال أحماض أمينية غير طبيعية في مواقع محددة بدقة، مما يسمح للأصباغ الفلورية أو الجزيئات الأخرى بالنقر عليه بشكل محدد مع الحد الأدنى من أخطاء الربط.
يتيح ذلك للباحثين اختبار دقة أحدث طرق الفحص المجهري فائقة الدقة على جزيئات حيوية خلوية محددة بدقة وبدقة غير مسبوقة.
قال ماركوس سوير بحماس: "إن القدرة على تحليل الهياكل البيولوجية الحقيقية على مستوى أقل من 10 نانومتر تمثل حقبة جديدة في تكنولوجيا التصوير الحيوي. وبالمقارنة مع الجزيئات الكبيرة الاصطناعية المستخدمة سابقًا، فإن PicoRulers لدينا ليست متوافقة حيويًا فحسب. بل إنها تحقق أيضًا دقة لا مثيل لها في دقة الاختبار في ظل ظروف العالم الحقيقي."
يوضح جيرتي بيليو: "إن نطاق تطبيقات هذه التكنولوجيا يتجاوز حدود الفحص المجهري التقليدي". "إن PicoRulers لدينا ليست مجرد أداة لإجراء قياسات أكثر دقة، بل إنها تفتح الباب أيضًا لدراسة أعمق وأكثر تفصيلاً للعمليات المعقدة التي تحدث داخل الخلايا."
على المدى الطويل، يمكن أن يؤدي التطوير الإضافي لـ PicoRulers إلى إحداث تحول في التصوير البيولوجي والطبي بدقة جزيئية. يتيح PicoRuler التحقق من صحة وتحسين إمكانات الدقة لطرق الفحص المجهري الجديدة فائقة الدقة على العينات البيولوجية لأول مرة. وهذا يجعلها أدوات قيمة لتوضيح التنظيم الجزيئي وتفاعلات الجزيئات الحيوية في الخلايا في المستقبل.