Высокодетальное бесфлуоресцентное визуализирование выявляет стабильную динамику и пространственную организацию органелл

Исследователи из Университета Цукубы достигли высокодетальной визуализации клеточных органелл, таких как ядра и митохондрии, с помощью микроскопа с внешней аподизованной фазово-контрастной системой (ExAPC). Эффективно подавляя гало-артефакты — ложные изображения, вызванные дифракцией света, — метод раскрывает строго регулируемое и удивительно стабильное движение, пространственное расположение и морфологию этих органелл. Команда также наблюдала немеченые структуры, похожие на биомолекулярные конденсаты, молекулярный состав которых остаётся неидентифицированным.

Традиционно флуоресцентная визуализация была основным подходом, но имеет ограничения: фотоксичность, фотообесцвечивание и ограничения по количеству одновременно наблюдаемых структур.

В исследовании, опубликованном в The FEBS Journal, учёные использовали ExAPC-микроскопию, которая включает оптический механизм для подавления образования гало. Это позволило проводить высокодетальное бесфлуоресцентное наблюдение за несколькими органеллами, включая ядра, ядрышки и митохондрии, во время динамических клеточных событий, таких как клеточный цикл.

Исследование роста липидных капель, деления и слияния митохондрий и клеточных ответов на лекарства показало, что, хотя отдельные органеллы демонстрируют разнообразное поведение (гетерогенность), система в целом сохраняет высокую степень порядка и стабильности (робастность).

Эти результаты подчёркивают ExAPC-микроскопию как мощный инструмент для изучения биологической динамики в естественном состоянии. Технология имеет значительный потенциал для выяснения патологических состояний, связанных с изменением морфологии, количества и пространственной организации органелл — таких как рак, метаболические расстройства и нейродегенеративные заболевания — и может способствовать разработке новых диагностических и терапевтических стратегий.