Биологи научились «раздувать» и окрашивать клетки, делая их видимыми невооруженным глазом

❋ 5.6

Новый метод позволяет наполнять клетки гидрогелем, физически увеличивая их до размеров крошечных зернышек. Благодаря этому их можно рассмотреть даже без микроскопа.

Биология

# гидрогель

# живая клетка

# клеточные органеллы

# микроскопия

©Ons M’Saad et al. / Автор: Иван Беляев

Средний размер человеческой клетки составляет 50 микрометров, внутриклеточных органелл — еще вдесятеро меньше. Чтобы различить отдельную клетку, требуется хотя бы простой микроскоп, а для органелл в ней — уже достаточно мощный и сложный. Однако новая технология, разработанная учеными из Йельского университета, позволяет «раздувать» клетки до размеров, позволяющих увидеть их невооруженным глазом. Статья Йорга Беверсдорфа (Joerg Bewersdorf) и его коллег представлена в библиотеке препринтов biorXiv.

Концепцию «расширительной микроскопии» (Expansion Microscopy, ExM) впервые описали еще в 2015 году. Образец погружается в гидрогель, состоящий из акрилата натрия и других мелких молекул, которые способны проникать в клетки. Оказавшись внутри, они полимеризуются и поглощают влагу, буквально «раздувая» клетки и при этом сохраняя их от разрушения. Объем клеток увеличивается в тысячи раз, однако все содержимое оказывается сильно разбавлено водой и становится прозрачным. Поэтому ученые, применявшие ExM, были вынуждены дополнять метод сложными техниками флуоресцентных меток.

Схема ExM; справа виден образец, в котором легко различить отдельные клетки, размеры которых делают их видимыми глазу / ©Ons M’Saad, CC-BY-NC-NC 4.0

Команда профессора Беверсдорфа усовершенствовала технологию, найдя простые и доступные средства окрашивания клеток и их содержимого. Для этого их обрабатывают полимерами, которые связываются с молекулами белков, и пигментами, оседающими на поверхности этих полимеров. Дополнительно сигнал усиливается напылением серебра. В результате увеличенные клетки и даже некоторые органеллы и скопления белка можно различить невооруженным глазом, без использования микроскопа.

По словам ученых, комбинируя увеличение и окрашивание, можно получать препараты, позволяющие рассмотреть форму отдельных клеток, участки межклеточных взаимодействий (включая синапсы, если речь идет о нейронах), а внутри — различить ядро и цитоплазму. С помощью простейшего «школьного» микроскопа можно увидеть еще больше деталей, включая складчатые мембраны митохондрий. До сих пор для этого требовались куда более сложные инструменты, стоимость которых может достигать миллиона долларов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.