Hoppa direkt till innehållet
printicon
Huvudmenyn dold.
Publicerad: 01 jun, 2010

Mikroskopisk skönhet

NYHET Vid ett besök hos UCMR (Umeå Centre for Microbial Research), MIMS (Molekylär Infektionsmedicin, Sverige) och institutionen för molekylärbiologi, fick undertecknad se några bilder som Marie Andersson tagit fram med hjälp av olika slags mikroskop och (laser)skannrar.

Marie Andersson doktorerade våren 2009 i molekylärbiologi med avhandlingen "Immunopathogenesis of Relapsing Fever Borreliosis" och arbetar nu på institutionen för molekylärbiologi och UCMR som förste forskningsingenjör, med ansvar för en rad mikroskop av olika slag. Bilderna på bananfluga och fästinglarv är främst gjorda för att undersöka och utveckla tekniken.
Foto: Mikael Lundgren

Wow-effekten var omedelbar. Extrema närbilder på myggor, flugögon och fästinglarver i fascinerande färgskalor. Än mer extremt närgångna bilder på cellvävnad och bakterier – med detaljer i storleksordningen några miljarddels millimeter!

Några av bilderna är kanske mer vackra än betydelsefulla, men de flesta bidrar till att öka förståelsen för skeenden utom räckhåll för våra egna sinnens uppfattningsförmåga. En del ger till och med möjlighet att ställa helt nya frågor om till exempel hur virus angriper celler och hur celler försvarar sig – och att hitta svar som kan leda till nya eller förbättrade mediciner eller behandlingsmetoder.

Konst och vetenskap i, bokstavligt talat, skön förening.

[Uppdatering 2010-10-18] Två av Marie Anderssons bilder var med i årets upplaga av den världsomspännande fototävlingen Nikon Small World, där hon fick ett hedersomnämnande: Forskningsingenjör får hedersomnämnande för mikroskopiska bilder

Atomic Force Microscopy (AFM)

Monica PerssonMonica Persson, Laboratorieassistent vid UCMR/inst. för molekylärbiologi, avbildar den cirka 5 mikrometer långa tarmbakterien E. coli (Escherichia coli) med hjälp av ett Atomic Force-mikroskop (AFM).

Provet, t.ex en droppe bakterier lösta i vatten, läggs på en magnetisk bricka och får torka in. Provet scannas med hjälp av en silikon-probe (sensor), som mäter krafter och avstånd för att ta fram en "topografisk bild" – ungefär som blindskrift. Men det här alltså handlar inte om optik utan lasermätning.

De fina trådarna är bakteriens "pili" eller fimbrier, som är cirka 50 nanometer tjocka, alltså 50 miljondels millimeter – förstoringen är alltså tillräcklig för att avbilda DNA.

• Klicka på bilden för större vy

Livecellsmikroskop

Linda WestermarkLinda Westermark, doktorand i molekylärbiologi i Maria Fällmans grupp, tittar på levande celler som hålls vid liv i en inkuberingskammare med tillförsel av koldioxid.
Foto: Mikael Lundgren

"Huvudspåret" är Yersinia-bakterien och dess mutationer, där hon jämfört två celltyper; makrofager (vita blodkroppar) och s.k. dendritiska celler.

– Vi har sett att bakterier använder olika strategier mot olika celltyper – och det har vi sett tack vare att vi kunnat filma dem "över tid". Vi hade inte kunnat se det med fixerade ögonblicksbilder.

Filmen visar hur immunförsvarsceller rör sig till synes slumpmässigt, utan att direkt "jaga" enskilda bakterier, men ändå lyckas äta upp en bakterie – i detta fall en mutant utan förmåga till självförsvar.

• Klicka på bilden för film-popup.

– Jag studerar egentligen immunförsvaret, min del är att studera en modellbakterie. Patogena bakterier har egentligen en försvarsmekanism, virulens/toxin, som invaderar celler, och vi letar sätt att slå ut eller hämma den mekanismen, förklarar Linda.

Fluorescerande mikroskop

Viktoria Vedin, postdoktor i mikrobiologi, har tagit denna bild på cellvävnad från det organ i älg som "känner av" ferromoner. Bilden är framtagen i ett fluorescensmikroskop genom att specifika strukturer i vävnaden märks in med fluorescerande antikroppar.

• Klicka på bilden för större vy.

Genom att använda fluorescerande antikroppar i olika färger så kan man visualisera flera olika strukturer samtidigt. Den här bilden visar nervceller i rött, basalceller i grönt visar och blått visar cellkärnan.

Konfokalmikroskop

Patrik EngströmPatrik Engström, doktorand i molekylärbiologi i Hans Wolf-Watz grupp, använder ett likadant mikroskop som Viktoria Vedin ovan.

Istället för halgogenljus belyses hans prover med lasrar, som punktilluminerar specifika fokusplan genom tunna "pinnhål", så att bara fokalplanet når detektorn. Varje plan blir då en pixel "tjockt".

– Jag studerar klamydiainfektioner med hjälp av kemiska föremingar som har flourescerande struktur. Genom att titta på överlappningar kan jag se om – och hur – de binder.

Följande bilder är tagna i ett konfokalmikroskop. En fluorescerande inhibatorisk (hämmande) förening är tillsatt under en klamydiainfektion, medan antikroppar mot klamydia (röd) och DAPI (som färgar värdcellens och klamydias DNA blått) är tillsatt efter fixering av infektionen.

Den fluorescerande föreningen anrikas till klamydiapartiklarna och det ser även ut som att den fluorescerande föreningen "hänger med" partiklarna efter lysering (upplösning) av värdcellen. Zoomningarna i den sammanfogade bilden representerar en klamydiainklusion som har lyserat (nere till höger) eller en intakt (uppe till höger).

1. DNA 2. Chlamydia trachomatis
3. Fluorescent förening 4. Sammanfogad bild

Klicka på bilderna för större vy

Genom att flytta fokalplanet upp eller ned genom cellen kan man studera "inuti" cellen och få 3D-bilder. Tack varje skiktskanningen blir varje plan lika skarpt. Man kan också skanna samma plan flera gånger genom olika filter för att få 3-färgsbilder (som på bilderna på flugögon och fästingar nedan).

Fler konfokala bilder

Marie Anderssons konfokala bild av ögat på en bananfluga (Drosophilia) i 200 ggr förstoring i autofluorescens. Fästinglarv (Ixodes ricinus) i autofluorescens, fotograferad i ett konfokalmikroskop. Autofluorescens beror på att celler och vävnad naturligt innehåller molekyler med inneboende fluorescens (förmåga att utsända ljus). De olika strukturerna behöver alltså inte märkas in med fluorescerande antikroppar för att visualiseras.
Bild: Marie Andersson
Klicka på bilderna för större vy

Porträttbilder: Mikael Lundgren

Redaktör: Michael Nordvall