Guldbiten som Richard Taylor var glad över att spåra vägde mindre än en enda bakterie. Taylor, en postdoktor vid Max Planck Institute, arbetade med att följa individuella nanogold-märkta molekyler som rör sig bara nanometer, miljarddels meter. Den resulterande mikroskopitekniken, utvecklad under professor Vahid Sandoghdar och kollegor, kan följa proteiner i mikrosekundershastigheter under långa perioder och kommer att presenteras idag vid det 64:e årsmötet på Biophysical Society i San Diego, Kalifornien.

Mikroskopet du kan ha använt i gymnasiets biologi är känt som ett ljusfältsmikroskop - det är den enklaste mikroskopitekniken. Ljus sänds genom provet och förstoringslinsen, och du ser variationerna i densitet i provet. Men, om du arbetar med att öka känsligheten och ser något mindre, ljusfält reflekterar och sprider ljus, så vissa mikroskopitekniker lägger till filter för att eliminera ljusspridningen. Istället, Taylor och kollegor bestämde sig för att dra fördel av det spridda ljuset. Ljusvågorna, reflekteras från ljusfältet och sprids av guldpartiklar som används för att märka proteiner, störa varandra och forskargruppen utvecklade beräkningstekniker för att skilja den önskade signalen från resten. Metoden har fått namnet interferometrisk spridningsmikroskopi (iSCAT).

"Det är väldigt känsligt, du kan lokalisera proteiner mycket rent och exakt i tre dimensioner, " förklarade Taylor. Jämfört med nya mikroskopitekniker som skapar fantastiska bilder av celler, Taylor säger, "vårt är inte riktigt lika exotiskt, det är verkligen ett enkelt koncept, skönheten är dess enkelhet." Och till skillnad från fluorescensmikroskopi, vars signal försämras med tiden, guldpartiklar kan följas i det oändliga.

För det första testet av tekniken, Taylor och kollegor tittade på guldmärkta proteiner i lösning. För att sedan prova det i levande celler, de valde ett väl studerat protein som kallas epidermal tillväxtfaktorreceptor (EGFR), så att de kunde bekräfta att deras mätningar var i linje med allt som redan var känt om proteinet. Taylor säger när han och hans kollegor, som alla var fysiker, började titta på levande celler, "Vi var inte redo för de fantastiska saker vi skulle se."

Dynamiken hos EGFR i celler förvånade dem och deras biologiska samarbetspartners - de såg på när proteinet diffunderade över membranet, hittade sin väg in i avsmalnande membranprojektioner, och sjönk i gropar för att internaliseras av cellen. Taylor sa att det påminde honom om en "nano-rover" som kartlade cellytan som ett NASA-fordon på Mars. Rörelserna som datorn spårade under långa perioder såg lite ut som rasande klotter i två dimensioner, men i tre dimensioner liknade de landtopografi.

EGFR är det enda proteinet de har spårat hittills, men i teorin, de kunde spåra vilket cellytprotein som helst, och kanske kan spåra proteiner i celler också. "Cellen kommer att sprida signalen, men det beror på vilken typ av cell, och var i cellen du tittar, ", sa Taylor. De kan också kombinera iSCAT med levande cellfluorescensmikroskopi, vilket gör att de kan följa enskilda proteiner samtidigt som de visualiserar celldelar som kan påverka hur proteinerna rör sig, som cellens byggnadsställningar.

Taylor är glad över att få tekniken tillämpad på andra proteiner, "vi uppmuntrar forskare att använda denna mikroskopi - välj det protein du vill följa, och vi ska visa dig hur." Han kommer att berätta exakt var du kan hitta ditt eget lilla guld.