Autoradiografia

W biologii, technika ta może być stosowana do określenia lokalizacji tkankowej (lub komórkowej) substancji radioaktywnej, wprowadzonej do szlaku metabolicznego, związanej z receptorem lub enzymem, lub hybrydyzowanej z kwasem nukleinowym. Zastosowania autoradiografii są szerokie, od biomedycyny do nauk środowiskowych i przemysłu.

Autoradiografia receptorówEdit

Zastosowanie ligandów znakowanych izotopami promieniotwórczymi w celu określenia rozmieszczenia receptorów w tkankach określa się mianem autoradiografii receptorów in vivo lub in vitro, jeśli ligand jest podawany do krążenia (z późniejszym usunięciem tkanki i sekcją) lub nakładany na sekcje tkanek, odpowiednio. Gdy znana jest gęstość receptora, autoradiografia in vitro może być również wykorzystana do określenia anatomicznego rozmieszczenia i powinowactwa leku znakowanego izotopem promieniotwórczym do receptora. W przypadku autoradiografii in vitro, radioligand był bezpośrednio nanoszony na zamrożone fragmenty tkanek bez podawania go badanemu. W związku z tym nie można w pełni śledzić dystrybucji, metabolizmu i degradacji w żywym organizmie. Ponieważ jednak cel w kriosekcji jest szeroko odsłonięty i może mieć bezpośredni kontakt z radioligandem, autoradiografia in vitro jest nadal szybką i łatwą metodą badania kandydatów na leki, ligandów PET i SPECT. Ligandy są zazwyczaj znakowane 3H (tryt), 18F (fluroina), 11C (węgiel) lub 125I (radiojod). Porównaj do in vitro, ex vivo autoradiografii zostały wykonane po podaniu radioligand w organizmie, które mogą zmniejszyć artefakty i są bliżej do środowiska wewnętrznego.

Rozkład transkryptów RNA w sekcjach tkanek za pomocą radioznakowanych, komplementarnych oligonukleotydów lub kwasów rybonukleinowych („riboprobes”) nazywa histochemii hybrydyzacji in situ. Radioaktywne prekursory DNA i RNA, odpowiednio -tymidyna i -urydyna, mogą być wprowadzane do żywych komórek w celu określenia czasu trwania kilku faz cyklu komórkowego. Sekwencje wirusowe RNA lub DNA mogą być również zlokalizowane w ten sposób. Sondy te są zwykle znakowane 32P, 33P, lub 35S. W dziedzinie endokrynologii behawioralnej autoradiografia może być wykorzystywana do określania wychwytu hormonów i wskazywania lokalizacji receptorów; zwierzęciu można wstrzyknąć hormon znakowany radioaktywnie lub badanie można przeprowadzić in vitro.

Szybkość replikacji DNAEdit

Szybkość replikacji DNA w komórce myszy rosnącej in vitro została zmierzona za pomocą autoradiografii jako 33 nukleotydy na sekundę. Szybkość elongacji DNA faga T4 w zakażonej fagiem E. coli również zmierzono metodą autoradiografii jako 749 nukleotydów na sekundę w okresie wykładniczego wzrostu DNA w temperaturze 37 °C.

Wykrywanie fosforylacji białekEdit

Fosforylacja oznacza potranslacyjne dodanie grupy fosforanowej do określonych aminokwasów białek, a taka modyfikacja może prowadzić do drastycznej zmiany stabilności lub funkcji białka w komórce. Fosforylacja białek może być wykryta na autoradiogramie, po inkubacji białka in vitro z odpowiednią kinazą i γ-32P-ATP. Radiolabilny fosforan tego ostatniego jest włączany do białka, które jest izolowane przez SDS-PAGE i wizualizowane na autoradiogramie żelu. (Patrz rysunek 3. z ostatniego badania pokazującego, że białko wiążące CREB jest fosforylowane przez HIPK2.)

Wykrywanie ruchu cukru w tkance roślinnejEdit

W fizjologii roślin, autoradiografia może być używana do określania akumulacji cukru w tkance liściowej. Akumulacja cukru, jak to odnosi się do autoradiografii, może opisywać strategię ładowania floemu stosowaną w roślinie. Na przykład, jeśli cukry gromadzą się w drobnych żyłkach liścia, można się spodziewać, że liście mają niewiele połączeń plazmodesmatycznych, co wskazuje na ruch apoplastyczny lub aktywną strategię ładowania floemu. Cukry, takie jak sacharoza, fruktoza lub mannitol, są znakowane radiolabilnie, a następnie wchłaniane do tkanki liścia przez prostą dyfuzję. Tkanka liścia jest następnie naświetlana filmem autoradiograficznym (lub emulsją) w celu uzyskania obrazu. Obrazy będą pokazywać wyraźne wzory żył, jeśli akumulacja cukru jest skoncentrowana w żyłach liścia (ruch apoplastyczny), lub obrazy będą pokazywać wzór statyczny, jeśli akumulacja cukru jest jednolita w całym liściu (ruch symplastyczny).

Inne technikiEdit

To autoradiograficzne podejście kontrastuje z technikami takimi jak PET i SPECT, gdzie dokładna trójwymiarowa lokalizacja źródła promieniowania jest zapewniona przez staranne wykorzystanie liczenia koincydencji, liczników gamma i innych urządzeń.

Krypton-85 jest używany do kontroli komponentów samolotu pod kątem małych defektów. Krypton-85 jest wpuszczany do małych pęknięć, a następnie jego obecność jest wykrywana za pomocą autoradiografii. Metoda ta nazywana jest „obrazowaniem penetracyjnym z użyciem gazu kryptonowego”. Gaz przenika przez mniejsze otwory niż ciecze stosowane w kontroli penetracyjnej z użyciem barwnika i fluorescencyjnej kontroli penetracyjnej.