ภาพอิมมูโนฟลูออเรสเซนส์
ของโครงสร้างเซลล์ของแมรี่ ออสบอร์น
คราบ 20รับ100(และผู้ที่บุกเบิกการใช้งาน) เป็นวีรบุรุษของกล้องจุลทรรศน์ที่ไม่ได้รับการกล่าวถึงซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นักจุลชีววิทยา แต่โดยทั่วไปมักไม่ค่อยเพลิดเพลินกับโปรไฟล์สาธารณะที่สูง เครื่องมือใหม่สำหรับการดูรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ ดูเหมือนจะนำเสนอตัวอย่างที่สะดุดตามากขึ้นของความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์
เรื่องราวเริ่มต้นด้วยความก้าวหน้าจากกล้องจุลทรรศน์ยุคแรกเริ่มของศตวรรษที่ 17 ที่อยู่ในมือของผู้บุกเบิกการเลือกปฏิบัติเช่น Anthony von Leeuwenhoek และ Robert Hooke และการปรับแต่งความละเอียดเชิงแสงทีละน้อยจนถึงขีดจำกัดทางทฤษฎี จากนั้นการเปิดเผยแบบไม่ใช้แสงของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนตามที่พัฒนาโดย Vladimir Zworykhin และคนอื่น ๆ และความมหัศจรรย์ของโมเลกุลที่เปิดเผยโดยกล้องจุลทรรศน์อุโมงค์สแกนที่คิดค้นโดย Gerd Binning และ Heinrich Rohrer หากปราศจากการย้อมสีแบบเฉพาะเจาะจงและเทคนิคการทำเครื่องหมายอื่นๆ เราจะไม่สามารถแยกแยะส่วนประกอบหลักในโครงสร้างขนาดเล็กได้อย่างเพียงพอ
เทคนิคอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ที่สง่างามและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดวิธีหนึ่ง มีการนำเทคนิคจากภูมิคุ้มกันวิทยามาใช้ตามชื่อของมัน Albert Coons ใช้มันเพื่อเปิดเผย pneumococci ในเนื้อเยื่อของหนูที่ติดเชื้อในปี 1942 แต่พลังของมันในการแสดงโครงสร้างภายในเซลล์นั้นรับรู้ได้ในปี 1974 เมื่อ Elias Lazarides และ Klaus Weber (ขณะนั้นอยู่ที่ Cold Spring Harbor Laboratory ในรัฐนิวยอร์ก) ใช้มันเพื่อเปิดเผยการรวมกลุ่มของไมโครฟิลาเมนต์ ในเซลล์ เทคนิคพื้นฐานทำงานดังนี้
ให้โปรตีน (แอนติเจน) ที่น่าสนใจ แอนติบอดีถูกสร้างขึ้น เมื่อเซลล์ถูกทำให้ซึมผ่านได้ แอนติบอดีจะบุกรุกและจับตัวกับแอนติเจน แอนติบอดีที่ไม่ถูกผูกมัดจะถูกชะล้างออกไป แอนติบอดีตัวที่สองที่มีเครื่องหมายเรืองแสง (เช่น ฟลูออเรสเซนสีเขียวหรือโรดามีนสีแดง) รับรู้ตัวแรก และกระบวนการล้างส่วนเกินจะถูกทำซ้ำ มันค่อนข้างเหมือนกับการเพิ่มกระบวนการในการพิมพ์ภาพถ่ายทั่วไปเป็นสองเท่าด้วย ‘hypo’ ซึ่งผู้พัฒนาส่วนเกินจะต้องถูกล้างออกไปให้หมดหากต้องการให้กำหนดภาพได้อย่างชัดเจน ขั้นตอนสุดท้ายของอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์คือการดูโปรตีนที่ทำเครื่องหมายไว้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์ที่มีแหล่งกำเนิดแสงและชุดตัวกรอง
ผู้บุกเบิกเทคนิคนี้ Mary Osborn จากสถาบัน Max Planck Institute of Biophysical Chemistry ในเมือง Göttingen ประเทศเยอรมนี เป็นผู้ชนะในยุโรปของรางวัล L’Oreal/UNESCO Prize for Women in Science ประจำปี 2545 ซึ่งได้รับรางวัลด้านความเป็นเลิศทางวิทยาศาสตร์ระดับนานาชาติ เธอยังอยู่ในแนวหน้าในการส่งเสริมสถานะของนักวิทยาศาสตร์สตรี งานของเธอแสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์ของ immunofluorescence มีทั้งศักยภาพทางวิทยาศาสตร์และดึงดูดสายตาได้ในระดับสูง ออสบอร์นเคยร่วมงานกับเวเบอร์ในบางครั้ง ได้ใช้อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์เพื่อเปิดเผยไมโครทูบูลและฟิลาเมนต์ขั้นกลางเป็นส่วนประกอบเชิงหน้าที่ในเซลล์
เรื่องราวของไมโครทูบูล
แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ากล้องจุลทรรศน์ออปติคัลและอิเล็กตรอนจำเป็นต้องทำงานร่วมกันอย่างไร และการขยายที่มากขึ้นของไมโครทูบูลนั้นไม่จำเป็นต้องให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์เมื่อเห็นภาพความต่อเนื่องของโครงสร้างของรูปแบบที่ขยายไปทั่วเซลล์ ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 มีการถกเถียงกันอย่างรุนแรงเกี่ยวกับความยาวและจำนวนของไมโครทูบูล เวเบอร์และออสบอร์นถึงกับถูกกล่าวหาว่า “วาดเส้นสีขาว” บนภาพของพวกเขา เฉพาะเมื่อเซลล์เดียวกันถูกมองเห็นโดยกลุ่ม Göttingen ทั้งที่มีการย้อมด้วยอิมมูโนฟลูออเรสเซนส์สำหรับทูบูลินและในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบติดทั้งหมดในกล้องจุลทรรศน์ หลักฐานของไมโครทูบูลแบบขยายก็บอกได้อย่างชัดเจนสำหรับตัวมันเอง
รหัสสี: ไมโครกราฟอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ของเซลล์เยื่อบุผิวและเซลล์ไฟโบรบลาสต์
ฟิลาเมนต์ตัวกลางได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์อย่างยิ่งในพยาธิวิทยาประจำและเซลล์วิทยา ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ที่มีประสิทธิภาพสูงของประเภทเซลล์ ดังที่ออสบอร์นอธิบายไว้ “เนื้องอกของมนุษย์ยังคงรักษาเส้นใยกลางตามแบบฉบับของต้นกำเนิดของมัน แอนติบอดีแบบฟิลาเมนต์ขั้นกลางสามารถใช้เฉพาะในการวินิจฉัยแยกโรคบางอย่างเมื่อนักพยาธิวิทยาหรือนักเซลล์วิทยาไม่มั่นใจในการวินิจฉัยโดยการย้อมสีแบบธรรมดา”
ไมโครกราฟที่แสดงไว้นี้ถูกสร้างขึ้นโดยออสบอร์นในปี 1987 และแสดงส่วนผสมของเซลล์เยื่อบุผิวและเซลล์ไฟโบรบลาสติกที่เติบโตในวัฒนธรรมที่ย้อมด้วยแอนติบอดีที่ต่อต้านโปรตีนเส้นใยกลางสองตัว ได้แก่ เคราตินและวิเมนติน แอนติบอดีเคราตินตกแต่งเส้นใยระดับกลางที่มีอยู่ในสายเซลล์เยื่อบุผิว MCF7 (สีเขียว) ในขณะที่แอนติบอดีวิเมนตินตกแต่งเส้นใยในสายเซลล์ HS27 ของไฟโบรบลาสติก (สีแดง) จึงแยกความแตกต่างระหว่างสองประเภทเซลล์
นอกจากความสำเร็จทางเทคนิคแล้ว ยังมีความรักในการมองดูภูมิประเทศที่หลากหลายตลอดเวลาของเซลล์สี ดังที่ออสบอร์นกล่าวไว้ “ฉันยังคงจ้องมองกล้องจุลทรรศน์เป็นเวลาหลายชั่วโมง ไม่เพียงเพราะมันสวยงามเท่านั้น แต่ยังเพราะทุกเซลล์แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่ลึกซึ้งในการจัดเรียงและการกระจายของระบบเส้นใยทั้งสาม”20รับ100
