Молекулы внутри клетки визуализировали с помощью инфракрасного света и флюоресценции

Исследователи разработали новый метод микроскопии для детальной визуализации процессов внутри живой клетки на молекулярном уровне. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.

Физики из Калифорнийского технологического института разработали новую технологию микроскопии. Она объединяет два разных метода — инфракрасную спектроскопию и флуоресцентную микроскопию — и позволяет наблюдать биологические процессы в живых клетках с рекордной детализацией на уровне отдельных молекул.

Флуоресцентная микроскопия использует специальные маркеры — флуоресцентные метки, с помощью которых помечаются определенные молекулы или другие микроскопические структуры. Под воздействием света с определенной длиной волны такие структуры начинают светиться, и микроскоп улавливает такое свечение.

Инфракрасная спектроскопия анализирует колебания химических связей, удерживающих атомы внутри молекулы вместе. В этом методе образец, который нужно исследовать, облучается инфракрасным светом. Эта «бомбардировка» фотонами заставляет связи молекул материала вибрировать таким образом, что можно определить их тип. Колебания тройной связи «звучит» иначе, чем у одинарной, а колебания атома углерода, связанного с другим атомом углерода, отличаются от связи углерода и азота.

Исследователи разработали устройство, которое комбинирует два этих метода. Сначала образец окрашивается флуоресцентным красителем, который связывается с молекулами, выбранными для визуализации. Затем на него направляется импульс инфракрасного света с частотой, необходимой для возбуждения связей внутри молекулы. Следом на ту же связь падает импульс с более высокой энергией, который заставляет краситель светиться. При этом разные молекулы можно пометить разными цветами. В результате микроскоп может отображать целые клетки или отдельные молекулы в динамике.

Флуоресцентная микроскопия позволяет наблюдать за отдельными молекулами, но не дает детальной информации об их химическом устройстве. С другой стороны, вибрационная микроскопия предоставляет богатую химическую информацию, но работает только тогда, когда нужная молекула присутствует в большом количестве. Новая технология объединяет сильные стороны обоих методов, говорят разработчики.

Можно маркировать и отображать множество различных целей из одного и того же образца одновременно и раскрывать молекулярное разнообразие жизни в ошеломляющих деталях. Мы надеемся, что в ближайшем будущем сможем продемонстрировать возможности визуализации с десятками цветов в живых клетках.

Лу Вей, соавтор исследования

Читать далее:

Образцы красного водопада рассмотрели в лаборатории: что там нашли ученые

Посмотрите, как сияют кольца Сатурна на снимке телескопа «Джеймс Уэбб»

Гигантская ледяная планета может скрываться на дальней границе Солнечной системы

На обложке: визуализация молекул внутри живой клетки. Изображение: Caltech

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Биоинженеры создали из мидий и слизи антибактериальный клей
Наука
Телескоп с «глазом лобстера» обнаружил редкую двойную звездную систему
Космос
Solar Orbiter приблизится к Венере, чтобы подняться к полюсу Солнца
Космос
В Китае объединили солнечную энергетику с выращиванием морских огурцов
Новости
Какие навыки нужны системному аналитику
Технологии
Появление речи связали с эволюцией одного белка
Наука
Для запрещенной соцсети проложат крупнейший в мире подводный кабель
Новости
Илон Маск представил Grok 3 — ИИ нового поколения с мощным дата-центром
Новости
Эксперты проверили «чудо» со статуей Девы Марии: что показал ДНК-тест
Наука
Время может двигаться вперед и назад одновременно: что выяснили физики
Наука
Космологический принцип Вселенной поставили под сомнение
Космос
Ядерные часы могут появиться в России уже в 2030 году  
Наука
Эмоции животных теперь можно определить с помощью ИИ
Новости
Создан переключатель генов для клеточной терапии на основе пластыря
Наука
Ученые предположили, что разумная жизнь на Земле — закономерность, а не случайность
Наука
Ледяные шапки на Земле — редкая аномалия, заявляют учение
Наука
OpenAI обновила правила ChatGPT, чтобы сократить «цензуру» в спорных вопросах
Новости
Опасный астероид 2024 YR4 в 2032 году может столкнуться не только с Землей
Космос
В Китае синтезировали редкий алмаз, который на 40% тверже природного
Наука
Perplexity выпустил бесплатную модель ИИ для глубоких исследований
Новости