| Περίληψη |
Ο Διφωτονικά Διεγειρόμενος Φθορισμός η Παραγωγή Δεύτερης και Τρίτης Αρμονικής είναι νέα σχετικώς εργαλεία για την απεικόνιση σε μικροσκοπικό επίπεδο βιολογικών δομών και διαδικασιών. Ο συνδυασμός τους σε ένα κοινό απεικονιστικό σύστημα είναι δυνατόν να προσφέρει μοναδικές και το σπουδαιότερο, συμπληρωματικές πληροφορίες σχετικά με τη δομή τη μορφολογία και τη λειτουργία ιστών, αλλά και μεμονωμένων κυττάρων. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας αναπτύχθηκε μία εύχρηστη, αξιόπιστη, συμπαγής πειραματική διάταξη για την ταυτόχρονη in vivo απεικόνιση βιολογικών δειγμάτων, με χρήση των μη γραμμικών φαινόμενων του Διφωτονικά Διεγειρόμενου Φθορισμού και της Παραγωγής Δεύτερης και Τρίτης Αρμονικής. Χρησιμοποιώντας αυτήν τη διάταξη, εξήχθησαν πολύτιμες πληροφορίες σχετικά με τη δομή και τη λειτουργία των ιστών και των κυττάρων του νηματοειδούς C. elegans.
Μέσω της πειραματικής διάταξης που αναπτύξαμε, έγινε δυνατή η απεικόνιση του μπροστινού και του οπίσθιου μέρους του C. elegans με μεγάλη διακριτική ικανότητα (~200nm). Χρησιμοποιήθηκε ένας μεγάλος αριθμός βιολογικών δειγμάτων. Wild type, γενετικά μεταλλαγμένα που εκφράζουν Green Fluorescent Protein (GFP) (είτε στη μεμβράνη, ή στο κυτταρόπλασμα) στους νεύρώνες, γενετικά μεταλλαγμένα που εκφράζουν GFP στο κυτταρόπλασμα του φάρυγγα και DsRed στο κεφάλι και στους νευρώνες. Επιπλέον, καθορίστηκαν οι βέλτιστες πειραματικές συνθήκες για την in vivo ανίχνευση σήματος Παραγωγής Τρίτης Αρμονικής από το C. elegans, το οποίο δίνει πολύτιμες πληροφορίες για τα ανατομικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά και τις εσωτερικές δομές του νηματοειδούς. Αξίζει να σημειωθεί ότι είναι η πρώτη φορά που επιτεύχθηκε η καταγραφή σήματος Παραγωγής Τρίτης Αρμονικής από το C. elegans.
Με τη βοήθεια των μετρήσεων Παραγωγής Τρίτης Αρμονικής, έγινε εφικτή η απεικόνιση εκφυλισμένων νευρώνων. Μέσω αυτών των μετρήσεων πραγματοποιήθηκε ο ακριβής in vivo προσδιορισμός του σχήματος και των δομικών χαρακτηριστικών των εκφυλισμένων νευρώνων στο οπίσθιο μέρος του νηματοειδούς καθώς και η απεικόνιση της εξέλιξης των εκφυλισμένων νευρώνων σε πραγματικό χρόνο.
Η ανάπτυξη της απεικονιστικής πειραματικής διάταξης για την in vivo καταγραφή τριών διαφορετικών μη γραμμικών σημάτων από βιολογικά δείγματα αποδεικνύεται ιδιαίτερα χρήσιμη για μια σειρά εφαρμογών στο πεδίο της βιολογίας και της ιατρικής. Προσφέρει νέες προοπτικές στην έρευνα εμβρυικών μορφολογικών αλλαγών καθώς και πολύπλοκων αναπτυξιακών διαδικασιών. Η τρισδιάστατη ανάλυση, επιτρέπει τη σύλληψη οπτικών πληροφοριών σχετικά με τις αναπτυξιακές διαδικασίες σε κυτταρικό ή υποκυτταρικό επίπεδο που συμβαίνουν σε ζωντανά έμβρυα. Τέλος, οι μετρήσεις Παραγωγής Τρίτης Αρμονικής αποδίδουν μοναδικές, υψηλής διακριτικής ικανότητας, μορφολογικές πληροφορίες και παρέχουν μία ποιοτική περιγραφή της δυναμικής εσωτερικών δομών σε wild type και μεταλλαγμένα (mutants) έμβρυα ή μοντέλα οργανισμούς.
|
In vivo imaging of structural features and processes of C. elegans using non-linear microscopy (TPEF, SHG, THG)
