Биология

Биологи получили объемное изображение процессов в клетке

David P. Hoffman/Howard Hughes Medical Institute

Использовав метод криоэлектронной микроскопии высокого разрешения, исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза смогли увидеть множество деталей внутриклеточных процессов. Статья об этом опубликована в журнале Science.

С момента открытия и первого наблюдения живых клеток ученые пытаются все глубже и глубже проникнуть в процессы, которые происходят внутри них. Знание их механизмов позволит разрабатывать новые лекарства и изменять функционирование живого организма с помощью генного редактирования.

С помощью световой микроскопии можно легко идентифицировать конкретные клеточные структуры, используя флуоресцентные красители. С развитием технологий высокого разрешения эти структуры стало возможным анализировать более точно. Но флуоресцентная микроскопия позволяет идентифицировать лишь несколько из более чем десяти тысяч белков в клетке. Это очень мало для выяснения механизмов их взаимодействия друг с другом. Электронная микроскопия, напротив, позволяет увидеть все клеточные структуры в высоком разрешении, но из-за постоянного движения во внутриклеточном пространстве различить многие детали становится очень трудно.

Поэтому, чтобы заглянуть глубже внутрь клеток, ученые Медицинского института Говарда Хьюза решили совместить оба этих метода. На первом этапе клетки замораживали под высоким давлением. Это позволило сохранить их исходную структуру при низких температурах без образования кристаллов льда. После этого исследователи поместили образцы в криогенную камеру, температура в которой не поднималась выше десяти кельвинов. Там ученые провели съемку с помощью сверхразрешающей флуоресцентной микроскопии и получили 3D-модель клетки.

После этого образцы поместили в смолу и отправили в мощный электронный микроскоп. С помощью него исследователи получили набор слоев клеток, сборка которых позволила получить трехмерную картинку. Наконец, ученые наложили друг на друга трехмерные изображения с обоих микроскопов. В результате получились потрясающие изображения внутриклеточных структур с невиданной до сих пор четкостью.

Ученым удалось получить детальные изображения нескольких внутри- и межклеточных структур и процессов. Среди них эндосомы — «пузырьки», которые помогают клеткам хранить белки, разрушать клеточный мусор и перевозить грузы. Также ученые смогли наблюдать организацию хроматина — белка, являющегося основой хромосом — в процессе дифференциации клеток.

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