Новый микроскоп покажет движение клеток в живом теле в 3D

Ученые скомбинировали две современные технологии визуализации и смогли достичь беспрецедентного уровня детализации в наблюдении за отдельными клетками в живом организме. В результате удалось запечатлеть движение отдельных клеток опухоли, образование связей между нейронами и движение иммунных клеток во внутреннем ухе рыбы. Исследование, руководителем которого был лауреат Нобелевской премии по химии 2014 года Эрик Бетциг, опубликовано в журнале Science.

Ученые давно научились получать изображения живых клеток при помощи микроскопа, однако наиболее четкие всегда делались на изолированных объектах под предметным стеклом. Большие группы клеток внутри организмов искажают свет наподобие мешков с прозрачными шариками, говорит Бетциг. Более того, обычные методики визуализации имеют недостаточно хорошее временное разрешение для фиксации происходящего внутри клеток в трехмерии и реальном времени даже с использованием мощного освещения, превосходящего по интенсивности солнечный свет во многие тысячи раз. Все это является основой опасений биологов, что мы на самом деле не знаем, что происходит в клетках в естественной среде без внешних воздействий.

Чтобы преодолеть эти трудности, коллектив под руководством Бетцига объединил два подхода, предложенных ими же в статье 2014 года, вышедшей примерно в то же время, что и объявление о присуждении Нобелевских премий. Ученые предложили использовать адаптивную оптику — тот же подход, что астрономы используют для компенсации искривления волнового фронта вследствие атмосферных неоднородностей. Второй предложенный в 2014 году метод, получивший название светового листа, позволяет быстро и многократно сканировать ткань тонким плоским пучком света, получая двумерные изображения, которые затем можно скомбинировать в трехмерное, причем в динамике и с субклеточным разрешением.

Для демонстрации возможностей нового прибора авторы показали трехмерные видео движения иммунной клетки во внутреннем ухе рыбы данио-рерио, клетки опухоли по кровеносному сосуду, динамики отдельных внутриклеточных органелл и другие. «Техническая демонстрация и публикации не стоят выеденного яйца, — говорит Бетциг. — Единственный показатель, по которому стоит судить микроскоп, — это то, как много людей его использует, а также важность сделанных с его помощью открытий». В данный момент весь инструмент полностью занимает трехметровый стол, из-за чего авторы сравнивают его с монстром Франкенштейна. Теперь биологи работают над улучшением установки, которая должна в результате помещаться на небольшой стол и быть по цене доступной отдельным лабораториям.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.