Улучшенный метод микроскопии «раздувает» клеточные структуры, делая мелкие детали видимыми

Клеточные биологи работают в разочаровывающе малом масштабе. Разрешающая способность любого микроскопа ограничена волновой природой света, что делает мельчайшие детали жизни — от нитей ДНК до клеточных органелл — трудными или невозможными для прямой визуализации даже на самом дорогом оборудовании.

Ученые из Вашингтонского университета сообщили об относительно простом методе, позволяющем обычным лабораторным микроскопам быстро и эффективно визуализировать многие из этих структур. Вместо модификации микроскопов они использовали подход, чтобы «раздуть» крошечные сложные структуры внутри клеток, выводя их в диапазон существующего разрешения микроскопа.

«Это радикально новый способ микроскопии, — сказал профессор химии Джошуа Воган, старший автор статьи в Nature Methods. — Основное внимание уделялось аппаратному обеспечению — улучшению разрешения микроскопов. Здесь же мы расширяем внутреннее пространство клетки, чтобы сделать его видимым».

Этот метод известен как экспансионная микроскопия.

Команда вдохновлялась подходом, разработанным в MIT, который требовал сложных ДНК-зондов и дорогих реагентов. Воган и его коллеги задались целью сделать метод доступным для тысяч лабораторий.

Упрощенный подход:

• Вместо сложных зондов использовались обычные флуоресцентные красители, связанные с антителами.
• Разработана простая химическая обработка, позволяющая связать антитела с расширяемым полимером.
• Обработанные образцы (срезы ткани мозга млекопитающих и культурные клетки) подвергались действию полимера и ферментов, создающих небольшие «надрезы» в белках для облегчения расширения.

Результаты:

• Разработаны два протокола окрашивания: для отдельных клеток и для срезов тканей.
• Изображения показали существенно более яркое окрашивание при отличном разрешении.
• Метод также работает с флуоресцентными белками — еще одним популярным зондом.
• Высокое разрешение было достигнуто на обычных, широко используемых лабораторных микроскопах.

«Мы думаем, это сделает экспансионную микроскопию широко используемой техникой для исследователей, которые хотят визуализировать объект своего изучения относительно простым, недорогим, но эффективным способом», — заключил Воган.

Ожидается, что другие научные группы адаптируют этот базовый подход для других организмов или типов клеток, открывая ранее скрытый мир деталей.