Команда исследователей из Стэнфордского центра линейных ускорителей (США) объединила два метода визуализации в один микроскоп. В итоге учёные получили возможность снимать фотографии с высоким разрешением, которые в мельчайших деталях показывают «начинку» клеток. Эта методика устраняет некоторые недостатки, которыми страдают другие инструменты, — например, флуоресцентная микроскопия, которая не может определить, что «задумали» отдельные молекулы.

Новый инструмент сохраняет молекулярную специфичность флуоресцентной микроскопии, но маркирует отдельную молекулу ещё более мелкой молекулой, которая светится, когда на неё падает свет. После этого данную молекулу можно отследить при помощи криоэлектронной томографии (Cryo-ET), которая позволяет получить изображение замороженных объектов со сверхвысоким разрешением.

Изображение бактериальной клетки, полученное при помощи объединения криогенной электронной томографии и флуоресцентной микроскопии. © Peter Dahlberg

Впрочем, объединение двух методов сразу же вызвало проблемы. Во-первых, клетки, содержащие флуоресцентные молекулы, нужно было поместить на крио-решётку диаметром всего 3 миллиметра, а затем быстро заморозить. Второй проблемой стал размер замороженных клеток: они оказались слишком толстыми для электронов, которые не могут проникать глубже 200 нанометров.

Для решения этой комплексной проблемы исследователи разработали устройство, которое отсекает тонкий слой замороженной клетки ионным лучом. После этого микроскоп стреляет электронами в образец, чтобы получить искомые изображения. В практическом смысле такая технология позволит, например, узнать, больна ли конкретная клетка в человеческом теле, то есть можно будет проводить диагностику организма на микроскопическом уровне.