Ученые МГУ предложили новый метод визуализации структуры клеток

Сотрудники научной школы МГУ «Мозг, когнитивные системы, искусственный интеллект» предложили новый метод для биомедицины, позволяющий визуализировать тонкие особенности строения клеток, включая структуру ядра.

Ядрышки – это динамические многофункциональные субъядерные структуры, которые играют важнейшую роль в образовании рибосом и рибонуклеопротеинов, клеточном ответе на стресс, регуляции митоза и росте клеток. Всестороннее изучение ядрышек позволяет лучше понять динамику развития генетических нарушений в процессе деления клеток, выявить предрасположенность к онкологическим и нейродегенеративным заболеваниям. Статья опубликована в высокорейтинговом журнале Optics Letters.

Способности линейных оптических методов для визуализации биологических тканей сильно ограничены из-за сильного поглощения и рассеяния. В то же время нелинейная оптика позволяет формировать яркие контрастные изображения с высоким пространственным разрешением с большой глубины ткани. Более того, нелинейно-оптическая микроскопия дает возможность осуществлять одновременную регистрацию по нескольким оптическим каналам сигналов оптических гармоник, флуоресцентных маркерных белков, химически селективного комбинационного рассеяния света.

Специалисты МГУ провели эксперименты на широком наборе биологических моделей: культурах клеток HeLa, нейронах, астроцитах, живых срезах мозга мыши.

«Мы показали, что при правильно подобранном флуоресцентном маркировании, специфичные ядерные белки могут быть визуализированы методами двух- и трехфотонного возбуждения, позволяя получать контрастные изображения ядер и ядрышек клеток из глубины сильно рассеивающей ткани», — отметил профессор кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ Алексей Желтиков.

Центральным в данном подходе является интеграция нескольких методов нелинейно-оптической микроскопии на базе компактной универсальной лазерной платформы, что позволяет визуализировать различные компартменты (пространство внутри клетки, окруженный мембраной и связан с выполнением определенной функции) клеток, как с окрашиванием, так и без него.

В будущем технологию можно будет использовать в биомедицине для безмаркерных методов визуализации тела, ядра и ядрышек отдельных клеток в сильно рассеивающих биологических тканях.

• #Биология