Damjanovich Sándor

Lehet-e molekulára csomót kötni? - A biofizika eszköztárának szerepe a jövő orvostudományában

III. Hogyan vizsgálhatjuk a sejteket és a sejtfelszíni molekulákat?

Az áramlási citométerben a sejteket igen keskeny folyadéksugárba kényszerítjük. Ebben a hidrodinamikai trükkökkel létrehozott folyadéksugárban a sejtek mint felfűzött gyöngyök haladnak egymás után, majd lézersugárral kereszteződnek. A lézersugár fénye részben szóródik, részben a sejtek előre megfestett molekuláiból fénykibocsátást vált ki. Ezekből a jelekből meghatározhatjuk a sejtek nagyságát, alakját, a világító festékekkel történő molekulafestésekből pedig a sejtfelszíni és a sejt belsejében lévő molekulák mennyiségét és minőségét. Egyszerre csak mintegy 4-5 kérdést tehetünk fel, de egymás utáni mérésekkel nagyon sok információt nyerhetünk. Ez ma már rutinvizsgálatnak számít. Egyes molekulafajták különböző festékekkel történő festéséből, illetve a némileg fáradságosabb molekulapáronkénti analízisből megtudhatjuk, hogy melyik molekula mely másik fajtával fordul elő olyan közeli helyzetben, amelyből kölcsönhatásukra, de legalábbis annak lehetőségére lehet következtetni. Így feltárható a működési egységet képező molekulakomplexek szerkezete.

A pásztázó lézermikroszkópia a sejteket igen vékony rétegenként képes megvizsgálni, és az így nyert adatok a sejtek természetéről, jó vagy rosszindulatú mivoltáról árulkodnak. De ez a módszer csak néhány kiválasztott sejt részletes vizsgálatára alkalmas, míg az áramlási citometria sejtek milliói közül képes kiválasztani akár néhány beteg sejtet, alig néhány perc alatt. A két módszert a korábban elképzelhetetlenül gyors elektronika alkalmazásával napjainkban kombinálni próbálják.

A korrelációs mérések megmutatják, hogy két különböző fluoreszkáló festékkel megfestett molekula vajon együtt mozog-e, hiszen ez szoros együttműködésükre képes felhívni a figyelmet.

Animáció: Molekulák távolságmérésének sémája

3. ábra

4. ábra

Az atomerő- és pásztázó közeli mező-mikroszkópiák a fénymikroszkóp feloldását megszégyenítő molekuláris feloldást tesznek lehetővé, anélkül, hogy az elektronmikroszkópban kötelezően alkalmazandó légüres teret, vákuumot kellene használni.

5. ábra

6. ábra

7. ábra

Az atomerő-mikroszkópot azon két zseniális kutató egyike, Gerd Binnig találta ki, akik a pásztázó alagút-effektuson alapuló mikroszkóp bevezetéséért Nobel-díjat kaptak (Heinrich Rohrer és Gerd Binnig, 1986), és ezzel Binnig lehetővé tette egyedi molekulák természetesebb körülmények közötti vizsgálatát is.

Animáció: 30 és 10 nm átmérőjű aranygömbök megmutatják a molekulák társulását

8. ábra

9. ábra

10. ábra