Исследователи из Итальянского института технологий разработали оптическую методику, которая позволяет рассматривать живые клетки без красителей и флуоресцентных меток. Работа опубликована в журнале Optics Letters. Новый подход дает контрастные изображения и при этом не вмешивается в естественное состояние клетки.
Проблема, с которой давно сталкивается оптическая микроскопия, заключается в том, что живые клетки почти прозрачны. Чтобы увидеть их структуру, обычно используют химические красители или флуоресцентные метки. Они делают отдельные компоненты заметными, но могут менять поведение клетки и ограничивают длительные наблюдения.
Ученые объединили поляризационную и темнопольную микроскопию — в такой системе свет по-разному взаимодействует с внутренними структурами клетки, из-за чего они становятся различимыми без дополнительной маркировки. Метод позволяет получать четкое изображение и наблюдать процессы в реальном времени, сохраняя целостность образца.
Основной интерес исследователи связывают с изучением хроматина — комплекса ДНК и белков внутри клеточного ядра. Его пространственная организация постоянно меняется и играет ключевую роль в работе генов и развитии многих заболеваний. Возможность следить за этими изменениями без красителей делает метод особенно ценным для фундаментальных исследований.
Пока новая методика уступает флуоресцентной микроскопии в точности распознавания отдельных молекул. Чтобы преодолеть это ограничение, команда планирует объединить оба подхода и подключить искусственный интеллект. Идея состоит в том, чтобы обучить модель сопоставлять изображения, полученные без меток, с флуоресцентными данными и затем восстанавливать молекулярную картину без окрашивания клеток.
Если этот шаг окажется успешным, микроскопия сможет стать менее инвазивной и более информативной. Это откроет возможность долго и подробно наблюдать за живыми клетками, не вмешиваясь в их естественные процессы.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые нашли неожиданное применение для кофе.
