Nytt mikroskop ska avslöja cellstrukturer i 3D – på nanonivå

Verksam vid -180°C
Här i Umeå är vi vana vid kalla förhållanden, men i laboratorierna vid Umeå Centre for Electron Microscopy (UCEM) tar de kylan ett steg längre.
– Att ha celler frysta vid mycket låga temperaturer bevarar de biologiska strukturerna inom dem, såsom proteiner, och tillåter oss att studera funktionerna hos dessa proteiner, förklarar Erin Schexnaydre, staff scientist vid UCEM och ansvarig för det nya instrumentet, döpt till Aquilos 2. 

Innan prover kan studeras i mikroskopet, fryses de ned till kyliga -180°C. Detta görs med en snabb nedkylningsprocess som förhindrar att iskristaller bildas på provet, vilket annars skulle kunna skada de känsliga biologiska strukturerna.
– Men det frysta provet är för tjockt för att direkt kunna avbildas av ett elektronmikroskop, säger Erin Schexnaydre, och fortsätter: – Därför behöver kombinationen av den fokuserade jonstrålen och elektronmikroskopet.

Att ha celler frysta vid mycket låga temperaturer bevarar de biologiska strukturerna inom dem
Genom att använda en stråle av laddade partiklar – joner, kan Aquilos 2 skapa tunna lager av de frysta proverna – kallade cryo-lameller. Cryo-lameller kan vara så tunna som 200 nanometer, vilket är 500 gånger tunnare än ett människohår, och mycket tunnare än den genomsnittliga storleken på en mänsklig cell. Denna teknik öppnar upp cellen för detaljerade studier av dess inre strukturer i 3D och är idealisk för att få fram detaljerade bilder av cellernas inre.

Dygnet-runt forskning
Instrumentet köptes in redan i slutet av förra året och det varit en lång väntan på att Aquilos 2 ska vara redo för forskning. Efter nödvändiga ombyggnation är instrumentet nu äntligen i bruk och under invigningen vid UCEM firades mikroskopet med en tävling om bästa elektronmikroskopsbilden.

– Aquilos 2 är designad för att använda jonstrålen över natten, vilket ökar genomströmningen av cryo-lamellproduktion och därmed insamlingen av data, säger Erin Schexnaydre. Att få mer data snabbare tillåter forskarna att utforska komplexa biologiska strukturer mer effektivt, vilket öppnar dörrar till nya vetenskapliga upptäckter.  

Vem har tillgång till det nya mikroskopet?
– Alla vid Umeå universitet eller våra samarbetspartners i SciLifeLab som har projekt som kräver detta mikroskop kan utbildas av oss vid UCEM för att använda det nya instrumentet, säger Erin Schexnaydre, som hoppas att det kommer till användning för många spännande forskningsprojekt. 

Text: Rebecca Forsberg / Umeå Universitet

Vad är svepelektronmikroskopi?