Новый микроскоп показал работу клеток внутри организма в 3D

Группа ученых из Медицинского института Говарда Хьюза (США) объединила предыдущие разработки в области микроскопов, чтобы создать новый, который показал работу живой клетки в 3D. 

Исследовательскую группу возглавил лауреат Нобелевской премии по химии 2014 года за «развитие флуоресцентной микроскопии высокого разрешения» — Эрик Бетциг. Он объединил две старые технологии в трех микроскопах, чтобы создать нечто совершенно новое. 

По словам физика, проблема современных флуоресцентных микроскопов — в том, что они используют очень яркие источники света. Такая яркость может повредить или даже уничтожить клетку. «Жизнь не развивалась так, чтобы воспринимать подобные излишки, — говорит ученый. — Если ты не губишь ядро, то всегда спрашиваешь себя: «Что я сделал с этим бедным организмом, нормально ли это?» Улучшив технологию решетчатой световой микроскопии, которую сам Эрик разработал в 2010 году, он смог рассмотреть клетку без повреждений и в более насыщенных деталях.

 
Иммунные клетки в перилимфатическом пространстве внутреннего уха / Science

 

 
В качестве примера специалисты взяли рыбу данио-рерио, или, как иначе говорят, «Дамский чулок», — ее эмбрионы прозрачны и их легко наблюдать. Однако даже в таком случае съемка клеток внутри организма затруднительна. Клетки на поверхности рыбы действуют как вода на лобовом стекле, затушевывая и рассеивая любой свет. Исправить этот недостаток помог опыт астрономов, которые используют так называемую адаптивную оптику. Она учитывает искажения, вызванные атмосферой Земли, исправляет их и улучшает качество изображения. Эрик Бетциг пояснил: 

«Если вы знаете, как свет искажен, вы можете изменить форму зеркала так, чтобы создать противоположное искажение, которое отменяет начальные аберрации. Изучение клетки под стеклом — все равно что смотреть на льва в зоопарке: вы не видите его естественного поведения. Рассмотрение клетки в организме похоже на то, как лев преследует антилопу в саванне».

 

Динамика органеллы в глазе данио-рерио / Science
 

Спинной мозг эмбриона / Science 

Сейчас микроскоп способен показывать клеточные взаимодействия только в прозрачных организмах. Под кожу человека пока заглянуть невозможно, но уже сейчас эта технология обещает важные открытия. К примеру, медики смогут наблюдать за здоровыми и больными клетками внутри организма и отмечать между ними разницу. В будущем это повлияет на исследования и тестирования медицинских препаратов.