Zebra-fisk forskning

Zebra-fisk forskning

Celleforskning synliggøres med Dino-Lite USB-fluorescensmikroskopi 

 

Dino-Lite hjælper forskere med at danne et billede

Forskning i livstruende sygdomme er af stor betydning. På mirakuløs vis kan en lille stribet fisk med særlig lysmikroskopi spille en vigtig rolle. Professor Yung-Jen Chuang (47) fra Taiwan, forsker med zebrafisk ved hjælp af Dino-Lite-fluorescensmikroskoper.

På National Tsing Hua University i Hsinchu, Taiwan, driver professor Yung-Jen Chuang et laboratorium for vaskulær biologi.

Vaskulær biologi er studiet af vores kredsløbssygdomme i alle dets former, fra aorta til den mindste kapillær i hjernen. Professor Yung-Jen Chuang og hans team er særligt interesserede i de molekylære og cellulære processer, der opstår, når nye blodkar dannes fra de eksisterende blodkar, en proces, der kaldes angiogenese. Teamet undersøger også, hvordan vævreparation sker efter skade til vitale organer såsom hjerte eller hjerne, og undersøger hvilke reaktioner, der påvirker blodcirkulationen i en tumor.

Undersøgelserne involverer også funktionel genomforskning, der har til formål at identificere, hvilke specifikke gener, der arbejder hårdere, for eksempel for at fremskynde regenerering. Selvfølgelig er Professor Yung-Jen Chuang leder for et team, der består af et stort antal forskere, et endnu større antal zebrafisk og Dino-Lite-fluorescensmikroskoper.

 

Excitation og emission

Yung-Jen Chuang i hans undersøgelser. Fluorescensmikroskopi gør brug af fluorescerende farvestoffer, der afgiver lys, når de bestråles med lys med en kortere bølgelængde. Dette lys, for eksempel blåt, benævnes excitationslys. Fosfor konverterer dette lys med en kort bølgelængde til lys med en længere bølgelængde, såsom grønt eller rødt. Det udsendte lys kaldes emissionslys. Dino-Lite-fluorescensmikroskoper har et såkaldt excitationsfilter, der begrænser udgående lys til en bestemt bølgelængde (udtrykt i nanometer).

På samme måde går emissionslyset gennem et indbygget emissionsfilter, der fjerner excitationsbølgelængden fra lysbundtet, og billedet består derefter kun af emissionslys. På denne måde kan Professor Yung-Jen Chuang se, hvad der sker i en levende organisme i realtid. Et af de dyr, han anvender til dette formål er zebrafisken. Siden 90’erne i sidste århundrede, anvender mange forskere zebrafisk (videnskabeligt navn Danio rerio) som en modelorganisme. Genomet (den samlede genetiske information i en celle) i en zebrafisk er meget lig genomet i mennesker. Zebrafisk-embryoer er også gennemsigtige, hvilket gør det muligt at studere forskellige processer, såsom angiogenese i en organisme ved hjælp af fluorescensmikroskopi. Zebrafisken er ikke naturligt fluorescerende, så hvordan var forskerne i stand til at give fisken lys?

 

GFP, BFP, CFP, YFP og CherryFP

Dette blev muligt efter at nobelpristageren Osamu Shimomura opdagede, at dybhavsvandmanden Aequoria var naturligt fluorescerende og at denne egenskab skyldtes et protein kaldet grønt fluorescerende protein (GFP). Dette protein kan sammenlignes med et fyrtårn, der oplyste biologisk forskning. Forskerne var i 1994 i stand til at overføre dette gen til cellerne i højere organismer gennem transfektion, teknikken hvorigennem fremmed DNA placeres i en celle. Det var nu muligt at fremhæve hver celle med farve ved hjælp af fluorescensmikroskopi, hvilket var en revolution inden for cellebiologi. Men forskerne gik et skridt videre. Ved at forårsage mutationer i GFP-genet, var de i stand til at ændre farven af fluorescensen.

Nu er der ikke kun grøn (GFP), men også blå (BFP), cyan (CFP), gul (YFP) og rød (CherryFP). Både excitations- og emissionsspektre af disse varianter adskiller sig således at forskellige modeller af Dino-Lite blev fremstillet for at observere de forskellige farver. De fleste fluorescensmikroskoper har et traditionelt emissionsfilter, hvorimod Dino-Lite bruger high-pass-filtre, der giver forbedret billedbehandling og forbedret følsomhed i et bredere spektrum af fluorescensen.

 

Sygdomsforskning

GFP-farvevarianterne giver forskere mulighed for eksempelvis at lade arterier udsende grønt lys, immunceller rødt og bakterier blåt. På denne måde kan en forsker følge forekomsten og progressionen af en sygdom, såsom cancer. For at undersøge ​​en kræfttypes adfærd, bliver menneskelige kræftceller mærket med fluorescens implanteret i zebrafisk-embryoer. Dette gør det muligt at overvåge alle stadier af udviklingen af en cancer og muliggør forskning i de gener og stoffer, der er involveret i udviklingen af cancer og inhibering af væksten af ​​tumorceller. Professor Yung-Jen Chuangs team er naturligvis ikke de eneste, der laver denne type forskning.

Tusindvis af forskere over hele verden arbejder med zebrafisk og fluorescensmikroskopi for at studere forskellige sygdomme såsom Parkinsons, multipel sklerose og akut lymfatisk leukæmi i håb om at finde løsninger. I mange tilfælde, hjælper Dino-Lite bogstaveligt talt forskere med at danne et godt billede af sygdommen og helbredende processer, der forekommer i en organisme. Med denne viden, kan medicin udvikles til at hæmme, helbrede og endog forhindre sygdomme såsom kræft.

 

Økonomisk overkommelige

Professor Yung-Jen Chuang arbejdede sammen med Dino-Lite for at udvikle de digitale fluorescensmikroskoper: “Jeg er begejstret for, at Dino-Lite-fluorescensmikroskoper er af god kvalitet og økonomisk overkommelige. Desuden er de nemme at bruge. Derfor kan vi give flere forskere muligheden for at arbejde efter minimal træning, og også erhverve forskellige sæt Dino-Lite mikroskoper, som vi har til uddannelsesmæssige formål. Det er nemt at vise billeder på en bærbar computer, og vi kan gemme både video og stillbilleder til bedre at studere ændringer i væv.” I øjeblikket har Yung-Jen Chuang haft størst succes med at studere samspillet mellem en vært, såsom et menneske og en svampepatogen såsom Candida albicans.

 

Hvilke Dino-Lite-modeller anvender professor Yung-Jen Chuang?

I sit laboratorium i Taiwan, anvender Professor Yung-Jen Chuang tre typer af fluorescensmikroskoper og en almindelig Dino-Lite.

Dino-Lite-fluorescensmikroskoper er de mindste fluorescensmikroskoper i verden. Brugeren kan skifte fra farvede lysdioder til den indbyggede hvide lysdiode, hvilket er nyttigt til at fokusere og lokalisere objektet.

Dino-Lite AM4113T-GFBW
Dino-Lite AM4113T-GFBW er et fluorescensmikroskop, der er udstyret med blå lysdioder. Emissionsfilteret på 510 nanometer sikrer, at grønt fluorescerende protein (GFP) kan ses.

Dino-Lite AM4113T-RFYW
Dino-Lite AM4113T-RFYW anvender gule lysdioder og et emissionsfilter på 610 nm. Dette mikroskop er meget nyttigt i udviklingsbiologi, patologi og anatomi.

Dino-Lite AM4113T-YFGW
Dino-Lite AM4113T-YFGW har grønne lysdioder til excitation. Emissionsfilteret på 570 nm i dette fluorescensmikroskop sikrer, at orange til rød fluorescens, såsom RFP (rødt fluorescerende protein), kan ses.

Dino-Lite AM4113ZT
AM4113ZT er ikke et fluorescensmikroskop, men anvendes også i laboratoriet af professor Yung-Jen Chuang . Dette er en af de bedst sælgende Dino-Lite-modeller. Dette USB-mikroskop er udstyret med et drejeligt polariserende filter således at forskning på skinnende objekter bliver enklere, fordi forstyrrende genskin reduceres betydeligt.