CryoGO enables high-resolution structural profiling of endogenous cellular macromolecules

Stel je voor dat je probeert te begrijpen hoe een complexe machine werkt, zoals een automotor, maar je hebt nooit de mogelijkheid gekregen om de motorkap te openen. Je kunt alleen naar de buitenkant kijken, of je moet de motor misschien volledig uit elkaar halen en op een werkbank leggen, ver weg van de auto. Het probleem is dat zodra je hem uit elkaar haalt, de onderdelen kunnen verschuiven, of de olie kan opdrogen, en je verliest het beeld van hoe hij eigenlijk draait terwijl de auto over de weg rijdt.

Lange tijd werden wetenschappers die de minuscule machines binnenin onze cellen bestuderen (genaamd macromoleculen) geconfronteerd met exact dit probleem. Om ze duidelijk te kunnen zien, moesten ze ze meestal uit de cel halen, schoonmaken en in isolatie invriezen. Maar dit proces verandert vaak hoe ze eruitzien of hoe ze zich gedragen, waardoor het "natuurlijke" gevoel van de cel verloren gaat.

Dit artikel introduceert een nieuwe tool genaamd cryoGO (wat staat voor "on-Grid Opening"). Denk aan cryoGO als een magische, supersnelle manier om de motorkap te openen terwijl de auto nog geparkeerd staat, zonder de motor ooit uit de auto te halen.

Zo werkt het in eenvoudige termen:

• De "Pop"-truc: In plaats van te proberen de kleine onderdelen uit de cel te extraheren, gebruiken wetenschappers cryoGO om de cellen mechanisch te "openen" precies op de plek waar ze zitten op een speciale microscoop-glasplaat (een grid). Het is alsof je voorzichtig een walnoot laat barsten om de noot binnenin te zien, maar dat je dit zo snel en zorgvuldig doet dat de noot niet wordt geplet of uitgedroogd.
• De High-Definition Snapshot: Zodra de cellen zijn geopend, bevriezen de wetenschappers ze onmiddellijk. Dit stelt hen in staat om ongelooflijk scherpe, hoog-resolutie foto's te maken van de interne machinerie van de cel, precies zoals deze functioneerde binnen de cel. Ze kunnen de kleine tandwielen en hendels (de macromoleculen) zien in bijna atomair detail.
• Het behouden van de "Vibe": Omdat de onderdelen nog steeds in hun oorspronkelijke buurt zijn, kunnen de wetenschappers zien hoe ze op natuurlijke wijze bij elkaar groeperen. Zo keken ze bijvoorbeeld naar ribosomen (de eiwitfabrieken van de cel) en zagen ze dat cryoGO alle verschillende vormen en maten vastlegde die ze van nature aannemen, waardoor de "persoonlijkheid" van de cel behouden bleef.
• De tijd bevriezen: Een van de coolste functies is de snelheid. Het proces is zo snel dat wetenschappers kunnen zien hoe de machinerie van de cel verandert in de blik van een oog, letterlijk binnen enkele seconden. Het is also als het hebben van een time-lapse camera die een fractie van een seconde van de beweging van een danser bevriest om precies te zien hoe hun spieren werken; het legt zowel langdurige veranderingen als plotselinge, snelle reacties vast.

Waarom is dit belangrijk?
Voorheen vereiste het doen van dit soort gedetailleerde arbeid enorme hoeveelheden cellen en zeer ingewikkelde, dure opstellingen. cryoGO verandert de regels door simpel, snel te zijn en slechts een minuscuul druppeltje cellen nodig te hebben. Het verlaagt de drempel, waardoor het voor wetenschappers veel gemakkelijker wordt om hoog-resolutie foto's te maken van de innerlijke wereld van de cel zonder dat ze een massaal laboratorium nodig hebben.

Kortom, cryoGO laat wetenschappers in de machinekamer van de cel kijken terwijl de motor nog draait, wat hen een helder, eerlijk beeld geeft van hoe de kleine machines van het leven echt werken.