Onderzoekers van de TU Delft hebben voor het eerst aangetoond dat nano-antennes de fluorescentie van eiwitten in levende cellen van mensen en andere zoogdieren kunnen versterken. De wetenschap beschikte al over slimme fluorescente eiwitten die oplichten wanneer een zenuwcel zijn elektrische spanning verandert. Door nano-antennes bij deze lichtgevende eiwitten te houden, kunnen onderzoekers de processen in cellen veel preciezer volgen. Deze ontdekking levert een nieuwe tool op om elektrische signalen in de hersenen zichtbaar te maken.
Om signalen in de hersenen te kunnen volgen is zowel een hoge resolutie als een snelle opname nodig. “Bestaande methodes om voltage in cellen te bekijken geven vaak niet genoeg licht of reageren niet snel of sterk genoeg op de kleine elektrische pulsjes in synapsen”, aldus hoofdonderzoeker Daan Brinks.
Eerste auteurs Marco Locarno en Qiangrui Dong hebben een doorbraak kunnen realiseren door nano‑antennes heel dicht bij lichtgevende spanningsgevoelige eiwitten te plaatsen. Daardoor werd het licht tot wel zes keer versterkt en kunnen de onderzoekers de processen in levende zoogdiercellen veel preciezer volgen. De cellen blijven in leven en voeren hun normale functies uit terwijl ze worden bekeken.
De nauwkeurige plaatsing van nano-antennes die nodig is om fluorescentie te versterken, was tot nu toe in complexere levende systemen niet gelukt. “Nanodeeltjes moeten precies de juiste vorm en grootte hebben om het licht te versterken zonder de cel te verstoren”, legt Brinks uit. “Ze dienen chemisch stabiel te zijn én precies op de juiste plek terechtkomen in een levende cel, vlak bij het eiwit dat elektrische signalen detecteert. Dat vraagt om een delicate combinatie van simulaties, chemie en biologische experimenten.”
Lees het hele verhaal op de site van de TU Delft.
