La microscopia a super risoluzione è una tecnica che consente ai ricercatori di vedere oltre il limite di diffrazione della luce. La tecnica ha riscosso un interesse crescente, soprattutto da quando i suoi sviluppatori hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 2014. Sfruttando la fluorescenza, La microscopia a super risoluzione ora consente agli scienziati di osservare le cellule e le loro strutture interne e organelli in un modo mai prima possibile.

Molti dei complessi molecolari all'interno delle cellule sono costituiti da più proteine. Poiché le attuali tecniche di microscopia a super-risoluzione in genere utilizzano solo uno o due colori fluorescenti, è difficile osservare diverse proteine ​​e decifrare la complessa architettura ei meccanismi di assemblaggio sottostanti delle strutture interne della cellula. Una sfida ancora più grande è superare il rumore inerente ai metodi di super risoluzione e all'etichettatura fluorescente, per ottenere il pieno potenziale di risoluzione.

Gli scienziati del laboratorio di Suliana Manley all'EPFL hanno ora risolto entrambi i problemi sviluppando un nuovo metodo per analizzare e ricostruire immagini a super risoluzione e riallinearle in modo che più proteine ​​possano essere collocate all'interno di un singolo volume 3-D. Il metodo funziona con immagini scattate con microscopia a super risoluzione ad ampio campo visivo, con ogni immagine contenente centinaia di proiezioni bidimensionali di una struttura etichettata in parallelo.

Ogni vista 2D rappresenta un orientamento leggermente diverso della struttura, in modo che con un set di dati di migliaia di visualizzazioni, il metodo può ricostruire computazionalmente e allineare le immagini 2-D in un volume 3-D. Combinando le informazioni da un gran numero di singole immagini, il rumore è ridotto e la risoluzione effettiva della ricostruzione 3D è migliorata.

Con l'aiuto del laboratorio di Pierre Gönczy all'EPFL, i ricercatori hanno testato il metodo su complessi di centrioli umani. I centrioli sono coppie di complessi molecolari cilindrici che sono cruciali nell'aiutare la divisione cellulare. Utilizzando il nuovo metodo di ricostruzione a super risoluzione multicolore, i ricercatori sono stati in grado di scoprire l'architettura 3-D di quattro proteine ​​fondamentali per l'assemblaggio centriolare durante la biogenesi degli organelli.

Il nuovo approccio consente capacità di multiplexing illimitate. "Con questo metodo, se le proteine ​​nella struttura possono essere etichettate, non c'è limite al numero di colori nella ricostruzione 3-D, " dice Suliana Manley. "Inoltre, la ricostruzione è indipendente dal metodo di super risoluzione utilizzato, quindi ci aspettiamo che questo metodo di analisi e questo software siano di ampio interesse".