سپر ریزولوشن مائکروسکوپی کی حدود کو آگے بڑھانا: خود کو سیدھ میں لانے والی مائکروسکوپی
انتہائی درست مائیکروسکوپی جو نوبل انعام یافتہ سپر ریزولوشن مائیکروسکوپ کی حدود سے باہر ہے سائنسدانوں کو انفرادی مالیکیولز کے درمیان فاصلوں کی براہ راست پیمائش کرنے کی اجازت دے گی۔
نیو ساؤتھ ویلز یونیورسٹی کے طبی محققین نے واحد مالیکیول مائکروسکوپی میں بے مثال ریزولوشن حاصل کیا ہے تاکہ برقرار خلیوں کے اندر انفرادی مالیکیولز کے درمیان تعامل کا پتہ لگایا جا سکے۔
کیمسٹری میں 2014 کا نوبل انعام سپر ریزولوشن فلوروسینس مائیکروسکوپی ٹیکنالوجی کی ترقی کے لیے دیا گیا، جس نے مائکروسکوپسٹ کو خلیے کے اندر کا پہلا سالماتی نظارہ فراہم کیا، یہ ایک خصوصیت جو پیچیدہ حیاتیاتی نظاموں اور عمل کے نئے سالماتی نظارے فراہم کرتی ہے۔
اب، سنگل مالیکیول مائکروسکوپی کی کھوج کی حدود کو ایک بار پھر آگے بڑھا دیا گیا ہے، اور سائنس ایڈوانسز کے تازہ ترین شمارے میں تفصیلات شائع کی گئی ہیں۔
الٹرا ہائی ریزولوشن خوردبین کے ساتھ انفرادی مالیکیولز کا مشاہدہ اور ان کا پتہ لگانا ممکن ہوا ہے، لیکن ان مالیکیولز کے درمیان تعاملات اس پیمانے پر ہوتے ہیں جو موجودہ واحد مالیکیول خوردبینوں کے ذریعے حل کیے گئے اس سے کم از کم چار گنا چھوٹے ہوتے ہیں۔
"سنگل مالیکیول خوردبین میں عام طور پر 20 سے 30 نینو میٹر کے ارد گرد لوکلائزیشن کی درستگی کی وجہ عام طور پر یہ ہے کہ مائکروسکوپ دراصل سگنلز کا پتہ لگانے کے دوران حرکت کرتی ہے۔ اس سے غیر یقینی صورتحال پیدا ہوتی ہے۔ موجودہ سپر ریزولوشن آلات کا استعمال کرتے ہوئے، ہم یہ تعین کرنے میں ناکام ہو سکتے ہیں کہ آیا ایک پروٹین کا پابند ہے۔ دوسرا اس لیے کہ ان کے درمیان فاصلہ ان کی پوزیشنوں کی غیر یقینی صورتحال سے کم ہے۔"
اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، ٹیم نے سنگل مالیکیول مائکروسکوپ کے اندر ایک خودکار فیڈ بیک لوپ بنایا جو آپٹیکل پاتھ اور آئینے کے اسٹیج کا پتہ لگاتا اور دوبارہ ترتیب دیتا ہے۔
"اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ آپ اس خوردبین کے ساتھ کیا کرتے ہیں، یہ بنیادی طور پر نینو میٹر کی درستگی کے ساتھ واپسی کا راستہ تلاش کرتا ہے۔ یہ ایک سمارٹ مائکروسکوپ ہے۔ یہ وہ سب کچھ کر سکتا ہے جو ایک آپریٹر یا سروس انجینئر کو کرنے کی ضرورت ہے اور یہ ایک سیکنڈ میں 12 بار کر سکتا ہے۔ " پروفیسر گوس نے کہا۔
پروٹین کے درمیان فاصلے کی پیمائش
اس مقالے میں بیان کردہ ڈیزائن اور طریقہ کار کے ساتھ، UNSW ٹیم نے ایک فیڈ بیک سسٹم ڈیزائن کیا ہے جو موجودہ خوردبینوں کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے اور نمونے کی تیاری کے لیے زیادہ سے زیادہ لچک فراہم کرتا ہے۔
"یہ امیجنگ کے ایک بڑے مسئلے کا ایک بہت ہی آسان اور خوبصورت حل ہے۔ ہم نے صرف ایک خوردبین کے اندر ایک مائکروسکوپ بنایا اور ہم نے جو کچھ کیا وہ مرکزی مائکروسکوپ کو سیدھ میں لانا تھا۔ ہم نے جو حل تلاش کیا اس کی سادگی اور عملییت ہی اس کی اصل طاقت ہے۔ یہ آسان ہے۔ سسٹم کو کلون کریں اور نئی ٹیکنالوجی کو تیزی سے اپنائیں"۔ پروفیسر گوس نے کہا۔
اس کے انتہائی درست فیڈ بیک سنگل مالیکیول خوردبین کی افادیت کو ظاہر کرنے کے لیے، محققین نے اسے ٹی خلیوں میں سگنلنگ پروٹین کے درمیان براہ راست فاصلے کی پیمائش کرنے کے لیے استعمال کیا۔ سیلولر امیونولوجی میں ایک عام مفروضہ یہ ہے کہ یہ مدافعتی خلیے اس وقت خاموش رہتے ہیں جب ٹی سیل ریسیپٹر کسی دوسرے مالیکیول کے قریب ہوتا ہے جو بریک کا کام کرتا ہے۔
ان کی اعلی صحت سے متعلق مائکروسکوپی یہ ظاہر کرنے کے قابل تھی کہ دو سگنلنگ مالیکیول دراصل فعال T خلیوں میں ایک دوسرے سے الگ ہو گئے تھے، بریک کو جاری کرتے ہوئے اور T سیل ریسیپٹر سگنلنگ کو آن کر رہے تھے۔
پروفیسر گوس نے کہا، "روایتی مائیکروسکوپی تکنیک اتنی چھوٹی تبدیلی کو درست طریقے سے ماپنے کے قابل نہیں ہو گی کیونکہ خاموش اور متحرک ٹی خلیوں میں ان سگنلنگ مالیکیولز کے درمیان فاصلہ صرف 4-7 نینو میٹر کا فرق ہے۔"
"اس سے یہ بھی ظاہر ہوتا ہے کہ یہ سگنلنگ میکانزم مقامی تنہائی کے لیے کتنے حساس ہیں۔ اس طرح کے ریگولیٹری عمل کی نشاندہی کرنے کے لیے، ہمیں درست فاصلے کی پیمائش کرنے کی ضرورت ہے، جو کہ یہ خوردبین اس قابل بناتی ہے۔ دوسرے طریقے."
