Första bilden på en intakt levande bakterie

Första bilden på en intakt levande bakterie
Så här ser en cyanobakterie ut med den nya avbildningsmetoden med hjälp av röntgenlaser. Foto: Uppsala universitet

Röntgenlaser ger helt nya möjligheter att förstå cellernas komplexa värld.

11 februari 2015

Ett internationellt team lett av forskare vid Uppsala universitet har för första gången lyckats avbilda intakta levande bakterier med en röntgenlaser.

– Om du verkligen vill förstå en cells funktioner måste den vara vid liv, säger en av de ledande forskarna i försöket, professor Janos Hajdu, i ett pressmeddelande från Uppsala universitet.

Ljuspulser från röntgenlaser

Tekniken innebär att en fin aerosol av celler beskjuts med ljuspulser från en röntgenlaser. Aerosolen är bokstavligen en stråle av levande celler och är tunnare än ett hårstrå. De ultrakorta röntgenpulserna sprids från enskilda celler, vilket resulterar i ett distinkt spridningsmönster som registreras av en snabb detektor.

Dessa data analyseras sedan med datorprogram utvecklade i Uppsala, därefter kan bilder av cellerna rekonstrueras.

Teamet planerar nu att finjustera avbildningsmetoden med ytterligare experiment och hoppas kunna ta bilder med betydligt högre upplösning.

”En enorm skillnad”

Fram tills nu har högupplöst avbildning inneburit nedfrysning av cellerna och en hög stråldos som gör att de dör under datainsamling. Ofta har cellerna även täckts med ett tunt lager metall för att få bättre kontrast.

– Det är en enorm skillnad mellan bilder som produceras med hjälp av denna teknik och bilder från traditionell optisk mikroskopi av levande celler, säger Janos Hajdu. Få trodde att detta var möjligt.

Ger nya insikter

Tekniken, som nu beskrivs i tidskriften Nature Communications, kommer att kunna ge forskare en tydligare inblick i cellens komplexa värld eftersom man kan fånga strukturen hos levande celler i stort sett momentant.

– Processer som celldelning och proteinveckning skulle kunna observeras under tiden de sker. Dessutom öppnar tekniken för framtida 3D-modellering av processer i cellen, vilket skulle kunna ge viktiga insikter i komplicerade sjukdomsförlopp, förklarar Tomas Ekeberg, forskare i molekylär biofysik vid Uppsala universitet och ledare för experimentet.

Fakta

  • Röntgenstrålar förstör cellerna, men röntgenlaserns ultrakorta pulser och höga intensitet tillåter så snabb datainsamling att man får en korrekt bild av provet innan det sönderfaller.
  • Tekniken, som kallas "diffraction before destruction", har tidigare visat sig fungera med både organiska och oorganiska prover.
  • Experimentet utfördes vid röntgenlasern LCLS vid Stanford Linear Accelerator Center i Kalifornien.
  • Två typer av cyanobakterier, Cyanobium gracile och Synechococcus elongatus, användes i studien.
Hämtar fler artiklar
Till Vårdfokus startsida