Dodano: 23 kwiecień 2018r.

Technika mikroskopowa, która pozwala oglądać komórki w żywym organizmie

Łącząc dwa zaawansowane technologicznie procesy obrazowania, zespół naukowców zdołał uchwycił na nagraniu niewiarygodnie przejrzysty, trójwymiarowy obraz pojedynczych komórek poruszających się w ich naturalnym środowisku, czyli w żywych tkankach.

 

Chociaż od dziesięcioleci wiemy, jak komórki przemieszczają się w organizmie, to nowa technika mikroskopowa pozwala na obserwowanie tego procesu w trójwymiarze i z niespotykaną dotychczas rozdzielczością.

- To pytanie dręczyło badaczy od dawna, że nie widzimy komórek w ich rodzimym środowisku - szczęśliwie zamkniętych w organizmie, w którym ewoluowały – powiedział Eric Betzig – amerykański chemik, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie chemii w 2014 roku. To własnie on wraz ze współpracownikami z Janelia Research Campus w Howard Hughes Medical Institute poszukiwał lepszego, bardziej naturalnego sposobu obrazowania żywych komórek.

- Często mówi się, że trzeba zobaczyć, żeby uwierzyć, ale jeśli chodzi o biologię komórkową to myślę, że bardziej odpowiednie pytanie brzmi: Kiedy możemy wierzyć w to, co widzimy? – zaznaczył Betzig. Zespół naukowców zainteresował się tzw. optyką adaptatywną stosowaną w astronomii w celu wyeliminowania zaburzeń powodowanych drganiami atmosfery. Technika ta daje możliwość uzyskania czytelnych obrazów odległych obiektów. Dzięki połączeniu tej metody z techniką mikroskopii fluorescencyjnej (Lattice light-sheet microscopy) tworzącej trójwymiarowe obrazy badacze uzyskali wgląd w dynamiczne procesy biologiczne.

 

Zespół przetestował swoją nową techniką mikroskopową na rybie o nazwie danio pręgowany, ale też na liściach czy nicieniach. Badacze podglądnęli też wędrówkę komórek odpornościowych czy komórek nowotworowych. Wyniki ich pracy zostały opublikowane na łamach „Science”.

Rezultaty osiągnięte przez zespół badaczy pokazują fantastyczne możliwości zastosowanej przez nich techniki. To nowe spojrzenie na biologię. To potencjalnie przełomowa technika. Może doprowadzić do odkryć, których nawet sobie nie wyobrażamy. O takim obrazowaniu naukowcy marzyli od lat.

Poniższe nagranie pokazuje w czasie rzeczywistym komórkę odpornościową (na pomarańczowo) migrującą przez ucho wewnętrzne maleńkiej słodkowodnej ryby o nazwie danio pręgowany zbierając po drodze cząsteczki cukru (niebieskie kropki). To pierwsze nagranie wykorzystujące nową technikę.

Na innym nagraniu (od około 17:30) widać komórkę nowotworową próbującą przyczepić się do ściany naczynia krwionośnego. Widać, jak ciągnie za sobą lepkie przyrostki.

Niestety, obecnie technika ta jest kosztowna. Cała aparatura ma także spore rozmiary. Sprzęt, którym wykonano pierwsze obrazowania ma około trzy metry długości. Jednak mimo tego, zespół badaczy przewiduje, że to tylko kwestia czasu, zanim ta technologia zrewolucjonizuje nasze rozumienie biologii.

Naukowcy pracują już nad mniejszą i tańszą nową wersją mikroskopu. Chcą także udostępnić specyfikację techniczną urządzenia za darmo, aby inne laboratoria mogły tworzyć własne.

 

Źródło: Live Sience, Science alert, fot. HHMI