Впервые ученым удалось заглянуть внутрь живой клетки и снять видео, показывающее, как она работает, с беспрецедентными деталями в 3D формате. Используя специальный микроскоп и новые методы освещения, команда исследователей из Гарварда и Медицинского института Говарда Хьюза смогла снять на видео работу иммунной клетки рыбки данио в формате 3D с удивительной детализацией и разрешением. Технология открывает новые возможности для изучения функционирования клеток и лучшего понимания того, как работает организм на таком маломасштабном уровне.
«Каждый раз, когда мы проводили эксперименты с этим микроскопом, мы наблюдали что-то новое — и это способствовало генерированию новых идей и гипотез для тестирования, — сказал соавтор исследования профессор Гарварда Томас Кирхгаузен. — Его можно использовать для изучения практически любой проблемы в биологической системе или организме».
Получение изображения в таких небольших масштабах обычно требует интенсивной освещенности, которая может убить изучаемый организм. Вместо этого команда использовала метод под названием «микроскопия плоскостного освещения», которая включает в себя быстро проходящие через живую ткань световые листы, не повреждающие ее.
В то же время, исследователи применили технологию, называемую «адаптивной оптикой», обычно используемую для коррекции астрономических изображений. Лазерный луч пробивается сквозь ткань-мишень, и, сравнивая изображение до и после его прохождения, микроскоп может рассчитать искажения и внести коррекцию. Этот метод также позволил исследователям изучать клетки послойно и видеть их функционирование на чрезвычайно детализированном уровне.
Ошеломляющий результат достигается с помощью открытия окна в живую иммунную клетку, обеспечивающего трансляцию с детализацией в десять раз большей, чем когда-либо прежде. На одном снимке видно, как оранжевая иммунная клетка поглощает голубые частицы сахара, а на другом, как раковая клетка пытается проникнуть сквозь стенку кровеносного сосуда.
По словам Томаса Кирхгаузена, «это чудо иметь возможность увидеть то, что мы никогда не видели раньше. Это просто невероятно».
Ученые уже проводят исследования с помощью новой технологии, но это дорогостоящее дело, которое требует много места. Ученые работают над созданием более продвинутой версии микроскопа, которая может поместиться на небольшом столе и быть достаточно дешевой для использования в лабораторных условиях. Новое оборудование в Медицинском институте Ховарда Хьюза будет предоставлено ученым со всего мира; второй микроскоп будет размещаться в Гарвардской медицинской школе.