Фото дня: микроскопия сверхвысокого разрешения
В среду, 8 октября, были объявлены лауреаты Нобелевской премии – 2014 по химии. Ими стали американцы Эрик Бетциг и Уильям Мернер, а также немец Штефан Хелл за достижение в области микроскопии. Ученые разработали методы так называемой «наноскопии» – микроскопии, позволяющей наблюдать в световом, или оптическом, микроскопе наноразмерные (10-20 нм) объекты, в частности отдельные молекулы и мельчайшие клеточные структуры. Ранее такое высокое разрешение было под силу только электронному микроскопу, однако электронная микроскопия, в отличие от световой, не позволяет изучать живые объекты.
Ранее предполагалось, что в световом микроскопе нельзя рассмотреть объекты, меньшие половины длины световой волны (200-250 нм). Эрик Бетциг, Уильям Морнер и Стефан Хелл предложили несколько методик, позволяющих преодолеть это ограничение. Эти методики основаны на возбуждении и фиксации флуоресценции в образце.
Так, Штефан Хелл еще в конце 1990-х гг предложил один из основных современных методов флуоресцентной микроскопии – STED (STimulated Emission Depletion microscopy), который предусматривает стимулирование лазерными пучками возбуждения микрозоны препарата, которое позволяет сканировать образец со значительно меньшим шагом, чем в обычной микроскопии. Эрик Бетциг разработал метод детекции одиночных молекул. Уильям Мернер первым визуализировал единичные молекулы флуорофора.
Флуоресцентная микроскопия высокого разрешения позволяет подробно исследовать процесс образования синапсов между нейронами в мозге, развитие эмбриона из оплодотворенной яйцеклетки, образование патологических белковых конгломератов при болезни Паркинсона или Альцгеймера, внутриклеточные эффекты лекарственных препаратов и многое другое.
На фото: подготовка клетки амфибии к делению – разрыв оболочки ядра и выход хромосом (голубой цвет), видны актиновые микрофиламенты цитоскелета (красный цвет) и микротрубочки (зеленый цвет); флуоресцентная микроскопия высокого разрешения
