En ny studie som delvis leds av en forskare vid Oregon Health & Science University beskriver ett genombrott inom mikroskopitekniken som kan komma att dramatiskt utvidga möjligheterna för cancerbiologiska laboratorier att studera de inre processerna i levande celler.
Forskningen, som publicerats i Nature Methods, presenterar en serie fluorescerande färgämnen som gör det betydligt enklare att ta extremt detaljerade bilder av levande celler. Dessa verktyg gör det möjligt för forskare att observera viktiga cancerrelaterade processer i realtid, istället för att enbart förlita sig på stillbilder av fixerade celler.
Forskarna använder en teknik som kallas superupplösningsmikroskopi för att se små strukturer inuti celler som normalt är osynliga med vanliga ljusmikroskop. Även om denna metod är kraftfull kan den vara svår att använda på levande celler. Traditionella metoder kräver ofta speciella ljusmönster eller starka kemikalier för att tvinga fluorescerande markörer att tändas och släckas, vilket kan skada cellerna och avskräcka många laboratorier från att använda tekniken.
De nyutvecklade färgämnena löser detta problem på ett enklare sätt. De blinkar på och av naturligt, utan behov av intensivt ljus eller tillsatta kemikalier. Det gör det lättare för forskare att lokalisera enskilda molekyler inuti levande celler med hjälp av standardlaboratorieutrustning. Det gör dem också väl lämpade för SOFI – superupplösande optisk fluktuationsavbildning – som använder förändringar i fluorescensintensitet för att skapa högupplösta bilder mycket snabbare än att lokalisera enskilda molekyler.
Studien leddes gemensamt av Catherine ”Cathy” Galbraith, Ph.D., docent vid OHSU:s avdelning för biomedicinsk teknik och forskare vid OHSU Knight Cancer Institute, samt Luke Lavis, Ph.D., senior gruppledare vid Howard Hughes Medical Institutes Janelia Research Campus och chef för Janelias forskningsområde Molecular Tools and Imaging. Projektet utformades gemensamt av Lavis, Galbraith, Brian P. English, Ph.D., seniorforskare vid Janelia, och Wesley R. Legant, Ph.D., biträdande professor vid University of North Carolina-Chapel Hill.
Karakterisering av spontant blinkande fluoroforer och deras användning i SMLM. Källa: Nature Methods (2026). DOI: 10.1038/s41592-026-03062-5
”Lukes färgämnen undanröjer ett stort hinder som har gjort levande superupplösningsavbildning oåtkomlig för många biologilaboratorier”, sade Galbraith. ”Genom att ta reda på hur man använder färgämnena systematiskt, och anpassa varje färgämnes blinkande egenskaper till rätt avbildningssammanhang, gjorde Brian och jag dem användbara för att observera dynamiska biologiska processer i realtid och besvara de frågor som cancerforskare ställer.”
Denna förmåga är särskilt viktig för cancerforskning. Cancer är inte statisk – tumörceller förändrar ständigt hur de växer, rör sig och reagerar på sin omgivning. För att förstå dessa förändringar krävs verktyg som kan fånga upp aktiviteten inuti levande celler.
De nya färgämnena gör det möjligt för forskare att studera processer som är nära kopplade till cancer, inklusive hur DNA paketeras och nås, hur gener slås på och av, hur cancerceller migrerar och hur molekyler organiserar sig inuti celler.
”Dessa verktyg låter oss se kritiska cancerrelaterade processer ske live, på den mycket små skalan där viktiga beslut fattas inuti celler”, sade Galbraith.
Artikeln i Nature Methods är Galbraiths andra publikation i en tidskrift inom Nature-familjen på bara två veckor, vilket understryker hennes labbs växande inflytande i skärningspunkten mellan cellbiologi, avbildning och cancerforskning.
Lavis, vars Janelia Fluor-färgämnen redan används i stor utsträckning i mikroskopilaboratorier runt om i världen, ledde den kemiska utformningen av färgämnena. Galbraith fastställde ramverket för vilket färgämne som ska användas i vilket sammanhang – en panelbaserad metod som validerats på levande celler, fixerade celler och sura kompartiment som de som finns i tumörer, där olika färgämnen i serien uppvisar olika egenskaper.
Forskarna förväntar sig att verktygen snabbt kommer att tas i bruk, särskilt av cancerlaboratorier som vill ha enklare sätt att använda levande superupplösningsavbildning.
”Nya verktyg öppnar upp biologin”, säger Galbraith.
Publikationsuppgifter
Katie L. Holland et al, A series of spontaneously blinking dyes for super-resolution microscopy, Nature Methods (2026). DOI: 10.1038/s41592-026-03062-5
