Исследователи Стэнфордского университета представили мощную новую систему визуализации, которая позволяет наблюдать внутреннюю работу живых клеток с необычайной ясностью. Объединяя две передовых технологии микроскопии, прибор достигает разрешения около 120 нанометров и при этом не требует использования флуоресцентных меток, что существенно расширяет возможности наблюдений за движением и взаимодействием клеточных структур. Источник: блоки 1, 2, 3.

Сама технология получила название Interferometric Image Scanning Microscopy (iISM). Она позволяет одновременно отслеживать несколько клеточных структур, их движение, изменение и реакцию на окружение. Ученые отмечают, что так можно изучать эффекты взаимодействия клеток с лекарствами или патогенами, что ранее было сложно сделать без маркировки. Источник: блоки 2, 3.

Главное преимущество новой системы — возможность наблюдать активности клеток без флуоресцентных маркеров и сохранять естественные процессы на протяжении более длительных периодов. По словам старшего автора В. Е. Моернера, микроскоп открывает «прекрасный новый взгляд» на клеточные структуры и машины внутри них, которые движутся, меняются и взаимодействуют без добавления флуоресценции. Источник: блоки 4, 12.

По словам первой авторки Мишель Кюпперс, сочетание сильных сторон разных методов изображений может помочь ответам на вопросы, которые ранее казались недоступными. Уточняется, что не существует одной техники, которая бы превосходила остальные во всех ситуациях; в будущем предполагается комплементарное использование флуоресценции для молекулярной специфичности и iISM для контекста и динамики без маркировки. Источник: блоки 13, 14, 12.

Технический прогресс состоит в объединении двух подходов к микроскопии и использовании матричного детектора вместо классического отверстия и одного детектора, что позволяет собирать больше света и объединять сотни «видов» изображения в одну более четкую картину. Благодаря вычислительной методике выполняется объединение измерений, что повышает резкость, контраст, глубину и точность. Резкое изображение с разрешением примерно 120 нм достигается без потери скорости съемки и без сильного облучения, что уменьшает риск повреждений живых клеток. Источник: блоки 16, 21, 24, 25, 28, 29, 31.

Разработчики отмечают, что их инструмент скоро планируют сделать доступным для широкого круга биологических исследовательских групп. Уже идёт три совместных проекта с другими лабораториями Стэнфорда: наблюдение взаимодействий растений, грибов и бактерий; изучение того, как лекарство от рака проникает в клетки; а также планируется исследование изменений формы эритроцитов при заражении малярией. Эти направления демонстрируют широкий диапазон применения и подчеркивают, что техника не ограничивается одной областью. Источники: блоки 33, 35, 36, 37, 38.