Учёные заглядывают под поверхность живой ткани
Флуоресцентный белок из кристальной медузы залива Монтерей помогает учёным Калифорнийского университета в Санта-Крузе заглянуть глубже в живую ткань.
Исследователи разрабатывают технологию, которая сочетает методы и оборудование для изучения космоса с целью получения более детальных изображений живой ткани.
Генно-инженерный флуоресцентный белок, изначально полученный из кристальной медузы, служит опорным маяком для коррекции искажений изображения.
В 2006 году группа из UCSC получила финансирование от Калифорнийского института регенеративной медицины на использование технологий продвинутых телескопов в микроскопии.
В июле UCSC получил грант в $1 млн от Фонда W.M. Keck для продолжения исследований и запуска Центра адаптивной оптической микроскопии W.M. Keck.
"Мы можем получать прекрасные изображения поверхности биологической структуры. Но если попытаться заглянуть глубже, всё очень быстро становится мутным. В этом и есть узкое место в визуализации", — говорит профессор молекулярной, клеточной биологии и биологии развития Уильям Салливан.
Астрономы сталкиваются с похожей проблемой при наблюдении за звёздами и планетами: земная атмосфера искажает изображение.
Телескопы используют яркую звезду или искусственную "звезду-гид", созданную лазером, в качестве точки отсчёта для измерения атмосферных искажений.
Салливан работает над созданием генно-инженерных флуоресцентных белков, которые будут служить звёздами-гидами внутри ткани. Его коллега, доцент электротехники Джоэл Кубби, разрабатывает микроскоп, способный проникать глубоко в ткань и использовать имплантированный белок.
Подход UCSC уникален использованием адаптивной оптики, которая сначала измеряет искажения, а затем корректирует изображение с помощью зеркал и других устройств. Другие исследователи пробовали методы оптимизации изображения.
"Например, есть двойная звезда, две звезды рядом. Без адаптивной оптики это может выглядеть как одна звезда. Если просто оптимизировать изображение, одна звезда может наложиться на другую, и она будет казаться ярче. Пока вы не измерите аберрацию, вы не знаете, как именно исправить изображение", — объясняет Кубби.
Новая технология может быть полезна для многих исследований живой ткани, включая изучение стволовых клеток.
"Сейчас нельзя реально проследить за стволовыми клетками глубоко в ткани. Если вы вводите стволовую клетку, вы хотите видеть, куда она идёт и как делится", — отмечает Салливан.
Другой исследователь UCSC, Йи Зуо, использует технологию для изучения мозга и того, как он развивается и меняется со временем, когда люди или животные учатся новому.
Кампус UCSC, где молекулярные биологи соседствуют с астрофизиками и инженерами, облегчает процесс сотрудничества.
"Много подобных исследований проводится в медицинских школах, но там пришлось бы нанимать инженеров и создавать целую инфраструктуру. А мы находимся в хорошей позиции для таких исследований. С астрономами по соседству, нужная экспертиза уже здесь", — говорит Салливан.