توفر تقنية المجهر الإلكتروني الجديدة التي ابتكرها علماء أمريكيون تكبيرًا يصل إلى 10000 مرة مقارنة بالمجهر الضوئي
قام باحثون في الولايات المتحدة ببناء تقنية تعزز أداء المجاهر الإلكترونية. تقدم التقنية الجديدة للفيزيائيين في مختبر بيركلي وجامعة كاليفورنيا في بيركلي صورًا تفصيلية للجزيئات الصغيرة وهياكل الخلايا التي تعتبر ضرورية لفهم علم الأحياء والمرض. وقد قاموا بتكييف تقنية تباين الطور مع المجهر الإلكتروني بالتبريد (cryo-EM)، الذي يبلغ تكبيره حوالي 10000 مرة المجهر الضوئي. تنتج لوحة الطور المعتمدة على الليزر صورًا حادة للجزيئات التي تكافح أنظمة cryo-EM المتطورة حاليًا لالتقاطها. وكشف فريق البحث أن التكنولوجيا الجديدة قد أتت بثمارها بعد أكثر من 15 عامًا من العمل النظري والتجريبي لكبار علماء المجهر، والتعاون مع الميكانيكيين الخبراء، والدعم من Biohub. نماذج ذرية أكثر دقة للجزيئات التي تم التقاطها. يتم إقران لوحة الطور بمجهر Thermo Fisher Scientific الجديد والمخصص الذي تم تطويره لتحقيق أقصى استفادة من الليزر فائق السطوع الموجود في اللوحة. الصور الملتقطة بواسطة النظام أكثر وضوحًا ووضوحًا وتحتوي على تفاصيل أكبر يمكن لبرنامج حل البنية معالجتها لتوليد نماذج ذرية أكثر دقة للجزيئات الملتقطة، وفقًا لبيان صحفي. “Theia هي الصيغة الأولى للمجاهر. إنها تتمتع بدقة أفضل من تقنية cryo-EM القياسية، حتى بدون الليزر. ومع إضافة لوحة طور الليزر، نأمل أن تصبح حقًا واحدة من أفضل الأدوات في العالم بشكل عام،” كما قال هولجر مولر، أستاذ الفيزياء بجامعة كاليفورنيا في بيركلي. عالم هيئة التدريس في منطقة العلوم البيولوجية في مختبر بيركلي والذي قاد جهود التطوير. “في السابق، كانت دراسة الهياكل باستخدام تقنية cryo-EM مثل محاولة النظر إلى اللوحات في معرض مظلم. أما مع ثيا، يبدو الأمر كما لو تم تشغيل الأضواء لأول مرة.” نماذج ذرية أكثر دقة للجزيئات التي تم التقاطها، أظهر الفريق أيضًا قوة النظام عن طريق تصوير ألدولاز، وهو بروتين في العضلات يسهل نسبيًا التقاطه باستخدام آلات cryo-EM الحالية، والهيموجلوبين – وهو بروتين يحمل الأكسجين في الدم. الهيموجلوبين هو بروتين أصغر حجمًا يقع عند الحد الأدنى للحجم بالنسبة للأجهزة الحالية وغالبًا ما يستخدم كمعيار لأداء تقنية cryo-EM. قامت لوحة طور الليزر بتحسين دقة بنية البروتين في كلتا الحالتين، ولكن بشكل أكبر بالنسبة للهيموجلوبين. قال مولر: “كان لدينا مجموعة كاملة من الجسيمات الأكبر التي لا تشكل تحديًا مع إعداد عينة جيد للغاية إلى تحدي الجزيئات الصغيرة مع إعداد سيئ. وبطبيعة الحال، كلما كانت العينة أفضل، قل أهمية أن يكون لديك مجهر علوي. لقد كانت الأكثر تحديًا هي حيث نرى أقوى التحسينات”. فريق لتوسيع المجهر إلى ما هو أبعد من تحليل الجسيم المفرد تم تثبيت النظام حاليًا في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، ويعمل الفريق الآن على توسيع المجهر إلى ما هو أبعد من تحليل الجسيم المفرد لأداء تقنية أحدث يشار إليها باسم التصوير المقطعي بالإلكترون بالتبريد (cryo-ET). على غرار الطريقة التي يقوم بها التصوير المقطعي المحوسب (CT) في المستشفى بتوليد صور لأجزاء الجسم، يقوم جهاز cryo-ET بتجميع مناظر زاوية مختلفة لجزيء أو بنية خلوية في صورة ثلاثية الأبعاد. سيوفر Cryo-ET قفزة هائلة في قدرة العلماء على دراسة العمليات الخلوية لأنه يلتقط الجزيئات في حالتها الطبيعية داخل الخلايا، على عكس جهاز cryo-EM أحادي الجسيم، ويوفر دقة أعلى بكثير من الفحص المجهري الضوئي، وفقًا للإصدار.
تم النشر: 2026-06-15 05:25:00
