Пока микроскоп может заглянуть только в прозрачные организмы, непрозрачные, как кожа человека, ему недоступны / Фото: Скриншот с видео youtube-канала HHMI Howard Hughes Medical Institute

Живые клетки теперь можно снимать в высоком разрешении, делать трехмерные изображения и создавать захватывающие ролики.

Эрик Бетциг - американский ученый-физик, лауреат Нобелевской премии по химии 2014 года за «развитие флуоресцентной микроскопии высокого разрешения», которую получил за совместную работу со Штефаном Хеллем и Уильямом Мёрнером, - представил очередную разработку, позволяющую наблюдать за процессами внутри клетки.

В Медицинском институте им. Говарда Хьюза (США) создали «франкенскоп», совместив на трех микроскопах две старые технологии микроскопического увеличения и создав нечто новое. То, что позволяет наблюдать внутриклеточные процессы. Пока только у прозрачных организмов, поэтому для экспериментов выбрали эмбрион аквариумной рыбки данио-рерио.

- Изучение клетки на поверхности похоже на наблюдение за львом в зоопарке - вы точно не увидите их поведения в естественных условиях (т.к. для изучения клетка извлекается из организма). Это похоже на то, как лев преследует антилопу в саванне. Наконец, вы видите истинную природу клеток, - рассказал Эрик Бетциг об использовании нового микроскопа National Geographic.

Ученый пытался решить две основные задачи, которые мешают наблюдать жизнь клетки в естественной среде, с помощью оптики. Первая заключалась в том, что, чем глубже и меньше изучаемый объект, тем сильнее искажение оптики.

Чтобы исправить это, Бетциг заимствовал у астрономов адаптивную оптику. Адаптивная оптика измеряет искажения и исправляет их, предлагая четкие изображения звезд, галактик и других космических объектов.

- Если вы можете измерить, как свет искажен, вы можете изменить форму зеркала, чтобы создать равное и противоположное искажение, которое затем исправит эти аберрации, - объясняет Бетциг.

Другая проблема заключается в том, что с помощью микроскопов традиционные способы визуализации использовали пучки света в миллионы раз ярче пустыни Сахары в солнечный день, создавая жесткие условия для изучаемых клеток, от которых они могли погибнуть.

Вместе с техникой флуоресцентной микроскопии высокого разрешения, которую Бетциг разрабатывал с коллегами в 2014 году, новый микроскоп использует луч света для сканирования клеток, подобно сканеру Xerox. Это позволяет отображать клетку быстрее, мягче и более детально. Сканирование объектов адаптивной оптикой позволяет создавать изображения, которые можно объединить в высокоточные трехмерные модели.

На видео - две иммунные клетки (оранжевым цветом) в перилимфатическом пространстве внутреннего уха эмбрионов рыбок данио, поглощающие полисахарид декстран (синий).