Створено "вікно", що демонструє всі подробиці біологічного світу на нанорівні і у високому дозволі
Вчені з науково-дослідного інституту Карилион Політехнічного університету Вірджинії винайшли новий спосіб отримання безпосередніх зображень з нанометровою роздільною здатністю різних біологічних структур у їх природному середовищі, в рідкій навколишньому середовищі. Ця технологія є кроком вчених на шляху до досягнення основної мети - створення системи одержання зображень з високою роздільною здатністю відбуваються на атомарному рівні біологічних процесів.
У цій технології використовуються дві пластини з азотованого кремнію з "вікнами" з їх центру і складеними один з одним таким чином, що зазор між ними не перевищує 150 нанометрів. Порожнину зазору між пластинами заповнюється рідиною, що повторює за складом середовище проживання досліджуваних біологічних об'єктів, будова яких і процеси всередині яких будуть зніматися.
Але, як показала практика рух вільно плаваючих в рідині об'єктів не дозволяє робити знімки з високою роздільною здатністю. Тому дослідники нанесли на внутрішні поверхні кремнієвих пластин спеціальні "прив'язі" біологічного походження, в ролі яких можуть виступати білки певних видів, мікроорганізми і навіть антитіла, які захоплюють досліджувані об'єкти і утримують їх на місці. І в результаті всього цього вчені отримали додаток до електронного мікроскопу, який дозволяє досліджувати на атомарному рівні такі тонкі процеси, як самозбірка нових вірусів і проникнення вірусів всередину клітини живого організму.
Першим мікроорганізмом, вивчення якого проводився за допомогою нової технології наносъемки, був ротавірус, що є однією з основних причин виникнення тяжкої форми діареї. Майже кожна дитина у світі у віці до п'яти років заражається ротавирусом хоча б один раз. І, незважаючи на те, що дане захворювання легко піддається лікуванню у розвинутих країнах, в країнах ротавірус забирає життя до 450 тисяч дітей щорічно.
На другому етапі життя цього хвороботворного мікроорганізму ротавірус скидає свій зовнішній захисний шар, що дозволяє йому проникати в клітку і утворювати так звану двошарову частку. Як тільки завершується формування другого шару ротавірусу він починає використовувати біологічні механізми клітини для виробництва "армії" інших ротавірусів. Тому вчені у своїх дослідженнях зробили особливий наголос на вивченні процесів формування другого шару ротавірусу.
Зйомка примірників ротавірусу, утримуваних на місці спеціальними антитілами, дала такі ж результаті, як і традиційні методи зйомки з заморожуванням об'єктів. Але, на відміну від традиційних методів, нова технологія дозволяє отримати якісні знімки живих об'єктів і відбуваються в них процесів.
Наступним кроком учених буде вдосконалення розробленої технології наносъемки, після чого можна буде виконувати динамічну зйомку біологічних об'єктів в режимі реального часу. А це дозволить більш детально дізнатися, що саме відбувається в моменти, коли формуються нові віруси та інші мікроорганізми. Володіння такими знаннями дозволить розробити ефективні методи і лікарські препарати, що дозволяють боротися і перемагати різні вірусні захворювання.