211service.com
Šūnas, tiešraidē un 3-D
MIT pētnieki ir izstrādājuši mikroskopu dzīvu šūnu trīsdimensiju filmu ģenerēšanai. Mikroskops, kas darbojas kā šūnu CT skeneris, ļaus zinātniekiem detalizētāk novērot, kā šūnas uzvedas reāllaikā. Šī jaunā ierīce pārvar kompromisu starp izšķirtspēju un dzīvu darbību, kas ir kavējis pētnieku spēju pārbaudīt šūnas un var radīt jaunas metodes narkotiku skrīningam.
Ieskats iekšā: Šis dzīva, vienu milimetru gara tārpa attēls, kas uzņemts ar jaunu 3-D mikroskopu, skaidri parāda iekšējās struktūras, tostarp gremošanas sistēmu. Tārpa mute atrodas augšpusē, un biezā sarkanā josla ir tārpa rīkle.
Šūnas nevar pārbaudīt ar tradicionālo mikroskopu, jo tās neuzsūc ļoti daudz redzamās gaismas. Tātad MIT mikroskops balstās uz citu šūnu optisko īpašību: kā tās lauž gaismu. Gaismai ejot cauri šūnai, mainās tās virziens un viļņa garums. Dažādas šūnas daļas lauž gaismu dažādos veidos, tāpēc MIT mikroskops var parādīt daļas visās to detaļās.
Maikls Fīlds MIT fizikas profesors, kurš vadīja jaunā mikroskopa izstrādi, saka, ka citas metodes šūnu trīsdimensiju attēlu veidošanai ļauj pētniekiem aplūkot tikai kontrolētus artefaktus. Lai skatītu, izmantojot parasto mikroskopu, šūnas ir jāapstrādā ar fiksējošiem līdzekļiem un traipiem, un tās ir mirušas; Viņš saka, ka tas, kas redzams šajos attēlos, nav īsti tāds, kā izskatās šūna. Mūsu tehnika ļauj pētīt šūnas to sākotnējā stāvoklī bez jebkādas sagatavošanas. Tas, piemēram, var uztvert hromosomas, kas spolējas šūnu dalīšanās laikā vai dzemdes kakla vēža šūnas, kas saraujas, apstrādājot ar etiķskābi.
Mikroskops rada trīsdimensiju attēlus, apvienojot daudzus šūnas attēlus, kas uzņemti no vairākiem dažādiem leņķiem. Pašlaik katra trīsdimensiju attēla ģenerēšana aizņem tikai sekundes desmitdaļu, kas ir pietiekami ātri, lai skatītos, kā šūnas reaģē reāllaikā. Šo apstrādes paņēmienu, ko sauc par tomogrāfiju, izmanto arī medicīniskai attēlveidošanai datortomogrāfijā, kas apvieno no daudziem dažādiem leņķiem uzņemtus rentgena attēlus, lai izveidotu trīsdimensiju ķermeņa attēlus.
Multivide
Skatiet dzīvas vēža šūnas trīsdimensiju atveidojumu.
Bet MIT mikroskops darbojas daudz mazākā mērogā nekā medicīniskās attēlveidošanas ierīces. Pētnieki ir izveidojuši atsevišķu šūnu, tostarp dzemdes kakla vēža šūnu, un ļoti mazu tārpu attēlus C. elegans . Katrs tārps ir tikai milimetru garš un sastāv tikai no apmēram tūkstoš šūnām. Felds saka, ka mikroskops pašlaik nevar attēlot neko daudz lielāku par šo, jo biezāki audi, kas satur lielu skaitu šūnu, izkliedē gaismu, radot miglainu attēlu. Nākamās mikroskopa versijas varētu pārvarēt šo ierobežojumu, izstarojot un uztverot gaismu no vienas vietas; pašreizējais mikroskops izstaro gaismu vienā parauga pusē un savāc to otrā.
Izmantojot Felda mikroskopu, jūs varat uztvert šūnas to dabiskajā vidē un redzēt, kā tās reaģē uz izmaiņām, saka Maryann Fitzmaurice , Case Western Reserve universitātes patoloģijas asociētais profesors. Pretējā gadījumā jūs vienkārši iegūstat momentuzņēmumu šūnas laikā. Ficmaurice saka, ka, tā kā tehnika ir tik jauna, nav skaidrs, ko pētnieki uzzinās par šūnām, aplūkojot refrakcijas attēlus. Viņa saka, ka tā ir ļoti vienkārša tehnika, kurai ir daudz potenciālu lietojumu. Viens potenciāls pielietojums var būt zāļu skrīninga testos dzīvās šūnās. Pētnieki varētu ievadīt šūnas ar potenciālu terapeitisku savienojumu un izmantot mikroskopu, lai novērotu to reakciju.
Felds un līdzstrādnieki Hārvardas Medicīnas skolā jau ir izmantojuši savu mikroskopu, lai izgaismotu medicīniskās pārbaudes darbību. Veicot iegurņa izmeklējumus, ārsti dažreiz veic vizuālu dzemdes kakla vēža pārbaudi, dzemdes kaklam uzliekot etiķskābi, kas izraisa pirmsvēža audu baltumu. Fitzmaurice saka, ka ārsti ir zinājuši, ka tas darbojas, bet ne kāpēc. Izmantojot MIT mikroskopu, pētnieki varēja skaidri redzēt izmaiņas dažādās šūnas daļās, kas ir ļoti vērtīgi, lai izprastu šo testu, saka Fitzmaurice.