Các nhà nghiên cứu do Li-En Jao từ Đại học California, Davis dẫn đầu đang nghiên cứu cách các tế bào nhanh chóng mở rộng trung thể của chúng trước khi phân chia thông qua một quá trình gọi là sự trưởng thành của trung thể. Khi quá trình này không hoạt động đúng cách, nó có thể dẫn đến bất ổn định gen và sự phân chia tế bào không kiểm soát được thấy trong bệnh ung thư. Sử dụng phần mềm Imaris và hệ thống kính hiển vi đồng tiêu Andor Dragonfly, họ đã có những khám phá mới về cách trung thể tổ chức các vi ống trong quá trình phân chia tế bào.
Trung thể là các bào quan tự lắp ráp ở quy mô micron, không có màng bao quanh. Trước khi phân chia tế bào, trung thể “trưởng thành” để các hoạt động tổ chức vi ống của chúng đạt mức tối đa cần thiết để hỗ trợ tổ chức các vi ống của thoi phân bào.
Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu tập trung vào protein pericentrin, loại protein khởi đầu sự trưởng thành của trung thể bằng cách giúp tuyển mộ các protein khác. Họ muốn tìm hiểu thêm về cách các tế bào có thể sản xuất và vận chuyển một lượng lớn protein lớn này đến trung thể chỉ trong vài phút.
Phát hiện tín hiệu yếu
Để tìm hiểu thêm về cách thức và vị trí sản xuất pericentrin trong tế bào, các nhà nghiên cứu đã kết hợp lai tại chỗ RNA phân tử đơn (smFISH) và nhuộm kháng thể để phát hiện cả RNA pericentrin và protein pericentrin mới tổng hợp. Sự đồng định vị của RNA và protein mới tổng hợp đã tiết lộ các phân tử RNA chính xác đang được dịch mã.
Các nhà nghiên cứu đã chụp ảnh RNA và protein pericentrin trong các tế bào người nuôi cấy bằng hệ thống Andor Dragonfly, một kính hiển vi cộng hưởng đĩa quay tích hợp máy quét cộng hưởng microlens với các máy ảnh có độ nhạy cao. “Hệ thống Drag
onfly cung cấp độ nhạy cao và tính cộng hưởng để phát hiện các tín hiệu smFISH yếu,” Jao cho biết. “Nó cũng cho phép chúng tôi chụp ảnh cả mRNA và protein pericentrin với độ nhạy và độ phân giải cao.”
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sử dụng Imaris để định lượng cách các phân tử RNA pericentrin được phân bố liên quan đến trung thể ở cấp độ tế bào đơn lẻ. Họ bắt đầu bằng cách định lượng phân bố RNA 3D trong tế bào bằng cách sử dụng Imaris để chuyển đổi tín hiệu protein thành các bề mặt và tín hiệu mRNA thành các điểm có kích thước khác nhau trong các hình ảnh đã được khử nhiễu của mỗi tập hợp z-stack cộng hưởng. Sau đó, họ định lượng cường độ protein pericentrin tại trung thể bằng cách đặt các bề mặt của tín hiệu protein pericentrin lên trên các hình ảnh gốc và sử dụng chức năng thống kê trong Imaris để thu được tổng cường độ của các hình ảnh gốc trong thể tích phù hợp.
Pericentrin được xây dựng và vận chuyển cùng lúc
Nhìn chung, phân tích hình ảnh cho thấy các protein pericentrin được tuyển mộ đồng dịch mã đến trung thể trong quá trình phân bào. Điều này có nghĩa là các tế bào xây dựng và vận chuyển pericentrin đồng thời bằng cách sử dụng các phân tử RNA làm khuôn mẫu để tạo protein và ribosome để lắp ráp các khối xây dựng theo đúng thứ tự.
Các nhà nghiên cứu dự định tiếp tục nghiên cứu này bằng cách sử dụng hệ thống Dragonfly và Imaris để tìm hiểu cách tế bào phối hợp việc nhắm mục tiêu đồng dịch mã của pericentrin đến trung thể với việc tuyển mộ các protein trung thể khác trong quá trình trưởng thành của trung thể.
