Od svojih začetkov pred več kot 400 leti je mikroskopija naredila preskoke - tudi na posameznih atomih. Kot poroča Nick Lunn za National Geographic, nova vrsta mikroskopije naredi polje še en velik korak naprej in zajame visoko ločljive 3-D slike živih celic, ko se gibljejo in delujejo znotraj organizmov.
Večina mikroskopov je prepočasna, da bi zajela celična gibanja v 3-D, piše v sporočilu za javnost Medicinskega inštituta Howard Hughes, ki je sodeloval pri novem stroju. In čeprav so raziskovalci slikali žive celice, je težko dobiti slike z visoko ločljivostjo skupin celic. Moderna sodobna mikroskopija kopeli tudi celice v močni svetlobi, včasih na tisoče ali milijone krat intenzivnejše od sonca, kar lahko spremeni njihovo vedenje ali celo poškoduje minutne predmete.
"To sproža dvomljiv dvom, da ne vidimo celic v njihovem izvornem stanju, ki so srečno vpete v organizem, v katerem so se razvile, " pravi Eric Betzig, dobitnik Nobelove nagrade za kemijo in vodja projektne skupine pri Howard Hughes. "Pogosto se reče, da gledanje verjame, toda ko gre za celično biologijo, se mi zdi bolj primerno vprašanje:" Kdaj lahko verjamemo, kar vidimo? "
Posebna težava pri pogledu v notranjost živih organizmov je ta, da se na površini subjekta razprši svetloba, ki izkrivlja sliko. In globlje kot pogledate, hujši je problem. V novem obsegu za rešitev problema uporablja tehnika astrofizike, imenovana adaptivna optika. Tako kot novodobni zemeljski teleskopi, ki jih je mogoče popraviti za izkrivljanje slike, ki ga povzroča Zemljina atmosfera, lahko obseg popravi tudi zaradi izkrivljanj, ki jih povzroči površinsko raztresenje.
"Če lahko izmerite, kako se svetloba ukrivlja, lahko spremenite obliko ogledala, da ustvarite enako in nasprotno popačenje, ki nato odpravi te aberacije, " Betzig pove Lunnu.
Druga najsodobnejša tehnika, ki pomaga pri novem delu tega področja, se imenuje rešetkasta mikroskopija, tehnika, ki jo je Betzig uveljavil v začetku tega desetletja. Namesto da kopeli vzorca v škodljive, visokointenzivne žarke, mikroskop pomete ultra tanek list svetlobe po vzorcu in ustvari veliko 2-D slik visoke ločljivosti. Te se nato zložijo, da ustvarijo tridimenzionalne slike, ne da bi belile ali poškodovale vzorec. Rezultat obeh tehnik je jasna 3-D slika celic, ki se obnašajo naravno. Podroben opis tehnike se pojavlja v reviji Science .
"Študiranje celice na pokrovčku je podobno gledanju leva v živalskem vrtu - ne vidite ravno njihovega vedenja, " Betzig pove Lunnu. „[Uporaba področja] je kot gledanje leva, ki lovi antilopo po savani. Končno vidiš pravo naravo celic. "
Doslej ustvarjene slike so dih jemajoče. Kot poroča Brandon Specktor iz LiveScience, so se raziskovalci osredotočili na prozorne zebre, ribe in ogorčice. Njihovi prvi 3-D filmi vključujejo rakave celice, ki se premikajo po krvnih žilah, imunske celice, ki požirajo molekule sladkorja in se celice podrobno delijo.
Še bolj navdušujoče kot na sliki je, da intenzivnost podrobnosti omogoča raziskovalcem, da "raznesejo" tkiva, ki jih gledajo, in si ogledajo posamezne celice. "Vsakič, ko smo izvedli eksperiment s tem mikroskopom, smo opazili nekaj novega - in ustvarili nove ideje in hipoteze za preizkušanje, " v sporočilu za javnost pravi Tomas Kirchhausen, višji preiskovalec otroške bolnišnice v Bostonu. "Lahko ga uporabimo za preučevanje skoraj vseh problemov v biološkem sistemu ali organizmu, na katere pomislim."
Nekaj časa bo trajalo, da se ta mikroskopska revolucija izpusti iz laboratorija in na druge univerze in bolnišnice. Kot poroča Specktor, je prvi mikroskop "Frankensteinova pošast", obložen s koščki in kosi drugih mikroskopov in strojev. Trenutno zavzema deset metrov dolge mize in za delovanje potrebuje prilagojeno programsko opremo.
Glede na sporočilo za javnost pa bosta dve področji druge generacije, ki bosta nameščeni v sodelujočih laboratorijih, zavzeli le prostor ene mize in na voljo raziskovalcem iz celega sveta, ki se prijavijo na njihovo uporabo. Skupina bo objavila tudi načrte za instrument, da bodo druge institucije lahko poskusile sestaviti svoje. Morda bo čez deset let Betzig povedal Specktorju, da bo komercialno na voljo manjši cenovno dostopen model.
Do takrat pa nas bodo morale nove slike zasukati. Strinjamo se z Betzigom, ki Lunnu pove, da je prvič, ko je videl slike s področja "bilo super". To je seveda znanstveni žargon za "res lepo".
