Traer color a las imágenes del microscopio electrónico es un problema complicado. Podría decirse que el color no existe a esa escala, porque las cosas fotografiadas por un microscopio electrónico son más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible. Pero eso no ha impedido que los científicos lo intenten, o al menos desarrollen técnicas para aproximarlo.
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El último, descrito en un artículo en Cell por científicos de la Universidad de California en San Diego, atribuye color artificial a estructuras biológicas, lo que podría ayudarnos a comprender mejor las estructuras y funciones dentro de las células. Son los primeros en usar este método en material orgánico, haciendo coincidir hasta tres colores y haciendo, en un ejemplo, que una región de Golgi se vea verde y una membrana plasmática roja.
"Agrega mucha información adicional a la microscopía electrónica convencional", dice Stephen Adams, autor principal del artículo. "Esperamos que sea una técnica general que las personas usen para este mapeo de muy alta resolución de cualquier molécula, realmente, que quieran".
A medida que tecnologías como esta aumentan la resolución de las imágenes, podría permitir a los científicos observar dentro de las células e identificar los cuerpos dentro de ellas con mayor detalle. Bajo un microscopio tradicional basado en la luz, es imposible obtener imágenes de algo más pequeño que la longitud de onda de la luz que utiliza el microscopio, que es de alrededor de 250 nanómetros, explica Brian Mitchell, profesor asociado de biología celular y molecular en la Universidad Northwestern. "Esa es un área bastante grande, así que si estás tratando de decir que esta proteína realmente importante que has encontrado está en el interior de una membrana o en el exterior de una membrana, es realmente difícil decir que cuando no puedes ponerse por debajo de esa resolución de 250 nm ", dice.
Mientras tanto, las imágenes en blanco y negro generadas por un microscopio electrónico tienen un problema similar: si bien la resolución que proporciona el alcance es excelente, puede ser difícil distinguir entre diferentes estructuras celulares en una escala de grises.
La técnica que utilizaron Adams y compañía es una especie de combinación de microscopía de luz, que hace rebotar la luz de los objetos, y la microscopía electrónica, que hace rebotar los electrones de los objetos. Primero, usan una imagen generada por un microscopio óptico para identificar las estructuras que desean resaltar. Introducen una pequeña cantidad de metal de tierras raras y superponen la estructura con él. Luego lo someten a un microscopio electrónico.
Cuando el microscopio dispara electrones al tejido, algunos pasan directamente y otros golpean materiales más gruesos o más pesados y se recuperan, como una radiografía. Unos pocos golpean el metal de tierras raras y desplazan un electrón allí, haciendo que salga volando; junto con un poco de energía, distinta del metal particular utilizado, y esto es lo que mide su microscopio. La técnica se llama espectroscopía de pérdida de energía de electrones.
Adams ha captado imágenes de estructuras celulares como el complejo de Golgi, proteínas en la membrana plasmática e incluso proteínas en las sinapsis en el cerebro. "Para muchos experimentos biológicos, es útil tener ese aumento tan alto para ver realmente dónde están estas proteínas, o dónde está esta molécula particular en la célula, y qué está haciendo", dice. "A menudo te da una idea de cuál es la función".
Esto no es solo académico, señala Mitchell. Saber lo que sucede dentro de una célula puede ser útil en el diagnóstico y el tratamiento de la enfermedad.
"Si tiene una proteína que, por ejemplo, se localiza en alguna subestructura celular ... y tal vez en esa situación de enfermedad, la proteína no va a donde se supone que debe ir", dice Mitchell. "Al observar la localización de la proteína, usted dice, 'oye, esta proteína no va a donde se supone que debe ir, eso es probablemente lo que subyace en el mecanismo de por qué la célula no funciona de la manera en que se supone que debería, y podría ser la base de por qué esta enfermedad hace lo que hace ".
El artículo de Cell no es el único intento de proporcionar imágenes en color de microscopios electrónicos. Otra es la microscopía electrónica de luz correlativa, que etiqueta las estructuras celulares en una imagen de microscopio óptico con moléculas fluorescentes para ubicarlas, luego usa un microscopio electrónico para obtener imágenes y superpone las dos imágenes. Otro es el etiquetado inmunogold, que une las partículas de oro a los anticuerpos, y luego aparecen en una imagen de microscopio electrónico debido a la densidad del oro. Pero cada uno tiene su propio problema: el primero necesita dos imágenes diferentes, de microscopios diferentes, lo que reduce la precisión; y este último puede dar tinción poco clara.
El periódico fue el último en llevar el nombre de Roger Tsien, un químico ganador del premio Nobel que murió en agosto. Tsien fue mejor conocido por usar una proteína fluorescente de medusa para iluminar las estructuras celulares.
"[Este documento] fue la culminación de casi 15 años de trabajo, por lo que creo que es otro legado que le queda", dice Adams. "Esa es la esperanza, que conducirá a nuevas ideas y nuevas formas de mejorar el microscopio electrónico y su utilidad".
