Visualização 3-D em Microscopia Eletrônica de Transmissão

Márcia Attiasmattias@biof.ufrj.br

Instituto de Biofísica Carlos Chagas Fo

U.F.R.J.

3-D, pra que?

ou

O Microscópio Eletrônicode Transmissão

• Imagens bidimensionais de objetos 3-D.• Seções aleatórias.

Reconstrução tridimensional:

A partir de cortes seriados de um volumeA partir de volumes (tomografia)

Reconstrução tridimensional a partir de cortes seriados

Registro(fotografia ou aquisição digital) das imagens

x1 x1

x3 x3x2x2

alinhamento

Contornos

x1

x3x2

Modelo 3-D

Tomografia

• A partir de um volume

Drawing by John ODrawing by John O’’Brien, The New Yorker Magazine (1991)Brien, The New Yorker Magazine (1991)

Requer, em geral, voltagensacima de 100kV

Por que?

80 KV 100 nm de espessura 400 KV 1µm de espessura

Série tomográfica

-600 +60000

Toxo1-movie.quicktime

Toxo1.mediaplayer

Para que servem estas técnicas?Toxoplasma gondiiArmado e perigoso

Etapas do desenvolvimento deT. gondii na célula hospedeira

• Reconhecimento e adesão

• Invasão• Estabelecimento do

vacúolo parasitóforo• Endodiogenia• Egresso

Fatos

• T. gondii é um parasita intracelular obrigatório

• T. gondii pode infectar qualquer célula nucleada de mamíferos e aves

• A contaminação se dá por ingestão de carne contaminada ou oocistos eliminados junto com as fezes de felinos

Perguntas• Como é o comportamento deste parasita

células da linhagem LLCMK2?• Como se desenvolve o vacúolo parasitóforo?• Pode-se observar a associação de organelas à

membrana do vacúolo parasitóforo?• Como se dispõem as organelas secretoras?

Reconstrução tridimensional do vacúolo – 7 horas

Redistribuição de mitocôndrias

3D Reconstruction3D ReconstructionAligned data setAligned data set

Tomografia das estruturas secretoras

VizualizationVizualization ininResolveRTResolveRT

3D-TEM on T. gondii

3D Reconstruction3D ReconstructionAligned data setAligned data set

3D-TEM on Tachyzoites

VizualizationVizualization ininResolveRTResolveRT

3D-TEM on Tachyzoites

Observações Finais

• A reconstrução tridimensional a partir de cortes seriados é uma técnica de aplicação variada em problemas de Biologia Celular Estrutural.

• E eletrontomografia possui vantagens e desvantagens em relação àreconstrução a partir de cortes seriados, e vice versa.

Softwares disponíveis para reconstrução 3-D

• National Center for Microscopy and Image Research: http://ncmir.ucsd.edu/sp.html

• Boulder Laboratory for 3-D Reconstruction: http://bio3d.colorado.edu/imod/

• Boston University: http://synapses.bu.edu/tools/index.stm