Новый метод 3D-микроскопии раскрывает неизвестные явления в живых клетках

Сочетание анализа изображений с трехмерной микроскопией позволяет исследователям количественно оценивать новые или малоизученные явления клеточной биологии. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном 19 декабря в открытом журнале PLOS Biology Матье Фрешеном из швейцарской компании Nanolive и его коллегами. Метод поможет объяснить малоизученные аспекты поведения клеточных органелл — функциональных компартментов внутри клетки.

Существующие методы изучения живых клеток имеют ограничения: повреждающий уровень освещения, использование мешающих красителей, низкая контрастность и разрешение.

Новая форма микроскопии — голо-томографическая микроскопия — преодолевает некоторые из этих ограничений. Она разделяет световой пучок, пропуская одну часть через образец, а другую — мимо. При повторном объединении лучей различия в их волновых формах создают изображение на основе разницы в показателе преломления компонентов клетки. Наклоняя образец, можно объединить несколько снимков в трехмерную картину клетки. Весь процесс проходит без красителей и при очень низком уровне света, что сохраняет структурную и поведенческую целостность клетки во время съемки.

В данном исследовании авторы применили несколько методов обработки изображений для извлечения количественных данных из голо-томографических снимков. Впервые они количественно оценили поток липидных капель внутри целой клетки, измерив скорость их образования и изменение массы во времени. Это выявило новые аспекты их динамики, включая синхронизацию набухания среди части капель.

Возможность метода захватывать данные со всей клетки одновременно позволила авторам получить важную новую информацию о малоизученном процессе вращения органелл. Исследователи показали, что перед митозом (стадией клеточного цикла, когда ядро делится надвое) всё ядро вращается на угол от 80 до 700 градусов в течение от минут до часов.

«Возможность не только наблюдать, но и измерять динамику ненарушенных живых клеток с помощью количественных методов и голо-томографической микроскопии, вероятно, приведет к открытию принципиально новых клеточных процессов и новому пониманию уже изученных явлений», — сказал Фрешен.