Используя принципиально новый микроскоп и новые методы освещения объектов, группа ученых из Гарвардского университета и Медицинского института Говарда Хьюза впервые сделала снимки и сняла видео деятельности живых клеток. Такая высочайшая детализация трехмерных изображений и высокая скоростью съемки дают ученым в руки инструмент, способный раздвинуть границы нашего понимания того, как живой организм функционирует на самом маленьком уровне.
«Каждый раз, когда мы проводили эксперименты с использованием нового микроскопа, у нас рождалась масса новых идей и гипотез, которые теперь потребуют дополнительных проверок» — рассказывает Томас Кирхгаузен (Tomas Kirchhausen), профессор из Гарварда, — «Новый микроскоп является инструментом, позволяющим изучить любую проблему из области биологических систем и живых организмов. Я не могу придумать ни одной задачи, для решения которой этот инструмент не может использоваться».
Проведение съемки в столь малом масштабе требует обычно весьма интенсивного освещения, которое может навредить исследуемому объекту. Вместо увеличения интенсивности света ученые использовали метод «оптической решетки», использующий кратковременные импульсы света, которым придана определенная форма. Эти импульсы проникают сквозь живые ткани, оставляя их неповрежденными.
Помимо нового метода освещения, ученые использовали технологию, обычно используемую в астрономических наблюдениях, именуемую адаптивной оптикой. Импульс лазерного света проходит сквозь исследуемые образцы тканей, и, сравнивая форму луча до и после, система микроскопа вычисляет форму искажений, что позволяет внести необходимые коррекции. Совокупность всех используемых технологий позволяет ученым снимать внутренности живых клеток слой за слоем, наблюдать за происходящими в них процессами и процессами взаимодействия между клетками.
Клетки
Однако, помимо съемки, исследователи могут даже «взорвать» ненужную клетку, сфокусировав на ней свет определенным образом. Это, в свою очередь, позволяет им добраться и изучить работу клеток, спрятанных за другими клетками. Анализ снятого видео, на котором показана «работа» клетки-иммуноцита, показал, что детализация этого видео минимум в десять раз превышает детализацию любых других снимков, сделанных ранее.
Ученые уже начали проводить интенсивные исследования при помощи нового микроскопа, но пока такие исследования обходятся весьма дорого, а сам микроскоп занимает достаточно большое пространство. В будущем планируется создание портативного варианта устройства, которое сможет быть размещено на обычном столе и невысокая стоимость которого сделает это устройство доступным для небольших лабораторий.
А сейчас новый микроскоп существует в единственном экземпляре, который установлен в Медицинском институте Говарда Хьюза. Второй образец микроскопа, создание которого ведется прямо сейчас, позже поступит в распоряжение Медицинской школы Гарвардского университета. И еще через некоторое время оба этих инструмента станут доступны для проведения исследований учеными из любых точек земного шара.
Комментарии