Forskare från Medical Institute of Howard Hughes fulländat tekniken av fluorescens-mikroskopi så att det nu är möjligt att ta bort i hög upplösning de dynamiska processer som sker i en levande organism. Resultaten av deras arbete, forskare delade i tidskriften Science, och visualisering av dynamiska processer, vilket gjorde att skjuta rörelse av immunsystemets celler i embryot fisk, presenterades i en artikel i tidskriften Nature.
På grund av den nuvarande kapaciteten av ljusmikroskopi, särskilt fluorescens-mikroskopi, högupplöst, forskare kan även överväga en tre-dimensionell fragment av levande vävnad. Tidigare arbete på att klara av diffraktion resolution gräns av ljusmikroskop och utveckling av metoder för icke-invasiv fluorescens imaging tillhör Eric Betchu, Stefan Hej och William Marner. För att forskare tilldelades Nobelpriset i kemi år 2014.
Forskarna bestämde sig för att inte stanna. Är det så? en av den senaste utvecklingen av Bettiga blev fluorescerande mikroskopi av in-plane belysning (ljus ark fluorescens-mikroskopi), gör det möjligt att visualisera volymen av levande biologiska prover för en lång tid. Och dess modifiering, mikroskopi ljus-ark-belysning med en diskret (gitter ljus ark mikroskopi — LLSM), tillåter visualisering av snabba dynamiska förlopp. Baserat på de två metoder som ligger en snabb genomsökning av prov ett tunt, platt stråle av ljus, som gör det möjligt att samla ett stort antal två-dimensionella bilder, som sedan kombineras till en tredimensionell modell.
Dessa metoder har dock sina begränsningar. Till exempel, heterogenitet omgivande vävnad införs en snedvridning vid fastställande av signal som minskar upplösning. Även i avsaknad av distorsion och hög upplösning kräver hög intensitet bestrålning, vilket resulterar i ett levande prov kan skadas. Att få högsta kvalitet avbildningar fortfarande som krävs för fixering och särskilda förberedelser av prover.
Ett team av Bettega kunde övervinna dessa begränsningar och presenterade en kombination mikroskopiteknik som forskarna kunde konstatera att många olika processer som är direkt inne i en levande organism. Forskarna fått motion bild latinovich bubblor, dynamiken av cellulära organeller, tillväxt processer av nervceller i de bildar ryggmärgen och rörelse av immunsystemets celler i embryot av modellen fisk, zebrafisk. I videon nedan visar exempelvis migration av immunceller i perilymphatic utrymme i innerörat av embryot.
För modernisering av LLSM metod som forskarna använde sig av adaptiv optik tekniker som används i skapandet av markbaserade teleskop som användes för astronomi. Ett team av Bettega mätt mängden distorsion vid fastställandet av särskilda lysrör etiketter och justera dem med rörlig form av adaptiv spegel. Den kombinerade teknik har ett namn AO-LLSM. För att minska phototoxicity balk lyckats med att begränsa belysning i bara en tunn plan av preparatet utan att bestråla den till en grundläggande volym.
Forskarna hoppas att deras utveckling kommer att bidra till att väsentligt förväg studier av celler i deras naturliga miljö. Laget är nu funderar på hur man ska minska kostnaden för sådana mikroskop, och också om hur man kan göra det mer kompakt. För närvarande installationen av mikroskopet är en tre meter bord.
Skapat mikroskop, gör det möjligt att följa rörelsen av celler i kroppen
Nikolai Khizhnyak