Met de microscoop dieper en dieper in cellen gaan; de kern en andere structuren steeds nauwkeuriger in beeld brengen; het verkrijgen van de meest gedetailleerde weergaven van cellulaire multi-eiwitcomplexen:dit zijn allemaal doelen die worden nagestreefd door de microscopie-expert Markus Sauer in het Biocenter van Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in Beieren, Duitsland. Samen met onderzoekers uit Genève en Lausanne in Zwitserland, hij heeft nu aangetoond dat een tot nu toe onzekere methode van superresolutiemicroscopie betrouwbaar is.

Hier hebben we het over ultrastructurele expansiemicroscopie (U-ExM). In een notendop, het werkt als volgt:de celstructuren die moeten worden afgebeeld, in dit geval multi-eiwitcomplexen, zijn verankerd in een polymeer - net als het versieren van een kerstboom.

Celstructuren zijn niet vervormd

De interacties tussen de eiwitten worden dan vernietigd en het polymeer wordt gevuld met vloeistof. "Het polymeer expandeert dan uniform in alle ruimtelijke richtingen met een factor vier. De antigenen blijven behouden en kunnen vervolgens worden gekleurd met kleurstof-gelabelde antilichamen, " zegt professor Sauer. Tot nu toe, veel wetenschappers waren van mening dat de uitzetting van het polymeer niet gelijkmatig verloopt en uiteindelijk een vertekende weergave oplevert.

"Met U-ExM, we kunnen echt ultrastructurele details weergeven. De methode is betrouwbaar, ", zegt Sauer. "En het levert een beeld op dat vier keer beter is opgelost dan met standaardmethoden van microscopie."

Centriolen maakten de start

Het onderzoeksteam bewijst dit momenteel in het tijdschrift Natuurmethoden met centriolen als voorbeeld. Deze cilindrische eiwitstructuren spelen een belangrijke rol bij de celdeling, zoals de Würzburgse bioloog Theodor Boveri voor het eerst beschreef in 1888.

Centriolen werden gekozen voor het experiment omdat hun structuur al goed bekend is. "Hierdoor konden we zien, in vergelijking met elektronenmicrofoto's, dat U-ExM betrouwbaar werkt en zelfs de chiraliteit behoudt van de microtubuli-tripletten die de centriolen vormen, ", legt Sauer uit.

Volgende, de JMU-onderzoekers willen met deze methode van microscopie celstructuren analyseren waarvan men nog niet zo'n nauwkeurig beeld heeft. "Dit zijn, bijvoorbeeld, substructuren van de centriolen - de nucleaire poriecomplexen of synaptonemale complexen. Ze zijn nu allemaal voor het eerst toegankelijk met moleculaire resolutie door lichtmicroscopie, ' zei Sauer.