Revoluční mikroskop odhaluje živé buňky v nevídaných detailech
ZdravíNový mikroskop iISM bez značek zobrazuje živé buňky s rozlišením 120 nm. Umožňuje vědcům sledovat interakce v reálném čase a otevírá dveře k novým objevům v medicíně i biologii.
Nový mikroskopický přístup odhaluje živé buňky v nebývalých detailech
Výzkumníci ze Stanfordovy univerzity vyvinuli unikátní mikroskopický přístroj, který kombinuje dvě mikroskopické techniky a umožňuje pozorovat struktury živých buněk v reálném čase s dosud nevídaným rozlišením 120 nanometrů. Toto rozlišení je nejvyšší dosažené bez nutnosti použití fluorescenčních značek. Nová technologie, nazvaná Interferometric Image Scanning Microscopy (iISM), umožní vědcům detailně sledovat buněčné struktury v jejich širším kontextu, včetně jejich reakcí na vnější podněty, jako jsou patogeny nebo léky.
Pokrok je popsán v odborném časopise Light: Science and Applications. „Tento nový mikroskop poskytuje fantastický nový pohled do nitra buňky, kde můžeme vidět drobné struktury a mechanismy v buňce, jak se pohybují, mění a vzájemně ovlivňují, aniž bychom museli přidávat fluorescenci pro jejich pozorování,“ uvedl vedoucí autor W. E. Moerner, profesor chemie na Stanfordu. „Je to úžasný pohled do těchto složitých malých buněčných schránek, které pohánějí náš život.“
Schopnosti iISM by mohly vést k průlomům v různých oblastech životních věd, od pochopení mechanismů nemocí a vývoje léků až po zkoumání vztahů mezi rostlinami a mikroby. Ačkoli rozlišení není tak jemné jako u jiných specializovaných mikroskopů, metoda iISM bez značek nabízí mnoho výhod: umožňuje výzkumníkům pozorovat mnoho struktur současně po dlouhou dobu.
Na rozdíl od toho metody využívající fluorescenci k označení struktur obvykle dokážou zvýraznit pouze několik cílových struktur najednou. Fluorescencí označené struktury se mohou časem „vybělit“ nebo opotřebovat. Tyto značky mohou být také obtížně zaváděné a v některých případech mohou měnit chování struktur, které označují.
Mikroskop iISM může také pracovat s podstatně nižším osvětlením než srovnatelné kontrastní metody bez značek, čímž snižuje riziko fotopoškození živých buněk a méně narušuje drobné, citlivé pozorované struktury.
To však neznamená, že nový mikroskop nahradí fluorescenční mikroskopii, která přináší poznatky v oblasti životních věd již desítky let, jak uvedla první autorka Michelle Kueppers, postdoktorandka v Moernerově laboratoři. „Každá metoda má své výhody a nevýhody a věříme v jejich budoucí doplňkové využití,“ řekla Kueppers. „Pokud využijeme silné stránky fluorescence pro molekulární specifičnost a sílu iISM pro kontext a dynamiku bez značek, můžeme skutečně začít řešit otázky, které byly dříve obtížně zodpověditelné.“
Kombinace dvou technik pro vyšší rozlišení
Mikroskop iISM dosahuje vyššího rozlišení a citlivosti kombinací výhod dvou různých mikroskopických metod – kombinace, která svědčí o odbornosti dvou spoluautorů. Moerner, nositel Nobelovy ceny za chemii za svou práci na fluorescenční mikroskopii s vysokým rozlišením, specificky přizval Kueppers na Stanford kvůli její doktorské práci zaměřené na „interferometrickou skenovací mikroskopii“.