13/01/04
Dezvoltarea microtehnologiei permite oamenilor de știință să pătrundă mai ușor în lumea microscopică. Însă, la microscopul obișnuit, aspectul celulei este același, fiind dificil de distins. În acest scop, oamenii de știință au inventat o varietate de metode: utilizarea tehnologiei ingineriei genetice pentru transformarea celulelor, utilizarea coloranților pentru colorarea celulelor... În cele din urmă, la microscop, celula nu mai este monotonă, ci o privește mai frumoasă.
Indiferent dacă ne place sau nu în fața unui obiect, ochii vor folosi întotdeauna același tip de colectare a informațiilor: celulele retiniene captează fotoni. Informația va fi transmisă creierului, care va reduce imaginea. Dacă obiectul este prea mic, reflexia fotonului este prea mică, iar ochiul uman nu va putea vedea structura acestuia. În acest moment, trebuie să observăm tehnica microscopică. Această lucrare prezintă imaginile, care nu numai că au o valoare academică importantă, dar și o frumusețe artistică mai puternică. Aceste imagini reprezintă cele mai avansate tehnici de microscopie optică din cercetarea biologică.
În prezent, microscopia optică trece printr-o schimbare fără precedent. Oamenii de știință folosesc markeri fluorescenți noi și tehnologii de inginerie genetică pentru modificarea probelor de țesut, permițând microscopului să coloreze probele de țesut, deschizând calea către „descoperire”. Este o tehnologie nouă, adoptată de cercetători. Prin această tehnică, fiecare nerv cerebral al unui șoarece prezintă o varietate de culori, lizibile, permițându-ne să analizăm complexitatea urmăririi rețelei neuronale a unor axoni specifici și, de asemenea, să desenăm o cartografiere completă a rețelei neuronale - cu tehnologiile de imagistică vechi, este imposibil să finalizezi sarcina.
Precizia microscopului este, de asemenea, îmbunătățită. Putem face o marcă într-o anumită proteină și apoi folosi microscopul pentru a observa activitățile acesteia în linia de organizare; diviziunea și diferențierea celulară în procesul de detaliu, de asemenea, putem cuprinde totul dintr-o privire. Cercetătorii pot captura rapid în lumină puternică, surprinzând evenimente instantanee dintr-o celulă sau țesut, pentru a observa procesul vital intracelular sub lumină slabă. Odată cu dezvoltarea microtehnologiei, contradicția dintre viteza și rezoluția achiziției imaginilor va fi rezolvată.
În prezent, există mai multe tehnici microscopice care pot analiza chiar și cele mai subtile structuri biologice (și tratamentul acestora a fost observat într-un număr mare de date observate). Aplicarea pe scară largă a acestor tehnici ne permite să înțelegem esența vieții și a pus bazele solide.
Creiere complexe: utilizarea microscopiei cu doi fotoni (microscopie cu 2 fotoni) de la Universitatea din California, San Diego, realizată de Thomas Deerinck (Thomas Deerinck), a fotografiat o bucată de țesut cerebelos de șoarece cu o grosime de doar 400 μm, cu o microstructură fină (ilustrată mai sus), verdele reprezintă celulele Purkinje (neuronul Purkinje), roșul reprezintă astrocitele (celulele gliale), iar albastrul reprezintă nucleul. Jean Rivet (Livet Jean), de la Universitatea Harvard (), a prelucrat genetic secțiuni de țesut cerebral de trunchi cerebral de șoarece (340 μm), utilizând microscopia confocală. Ca urmare a modificării genetice, fiecare neuron din șoarece prezintă o culoare diferită (vezi mai jos). Pentru a da neuronilor o culoare diferită (de exemplu, „Curcubeul creierului”), oamenii de știință vor putea observa direcția unui singur axon în rețeaua neuronală complexă.
Structura țesutului urechii interne a șoarecilor
Deoarece spațiul este îngust și greu de separat, structura urechii interne este foarte dificil de observat. Sonia Piot (Sonja Pyott) de la Universitatea din Carolina de Nord, campusul Wilmington, a surprins celulele ciliate ale urechii interne a șoarecilor (stânga sus). Aceste celule pot converti mecanic undele sonore în semnale electrice pulsatile. În imagine, celulele ciliate sunt verzi, iar celulele ciliate sunt roșii și albastre, apoi nucleul (tehnica microscopiei confocale). Glenn MacDonald (MacDonald Glen), de la Universitatea din Washington, folosește o metodă similară de colorare pentru a surprinde structura țesutului urechii interne a șoarecilor (microscopie confocală).
Fibra musculară la Drosophila
Celulele musculare constituie un țesut muscular rezistent. Secțiuni transversale ale mușchilor limbii șoarecilor au fost prezentate în imaginea de mai sus, realizată prin fotografierea lui Thomas Deerinck (Thomas Deerinck) de la Universitatea din California, San Diego. Următoarea imagine prezintă mâna lui Hermann Aeberli (Aberle Hermann) de la Universitatea din Muenster, Germania, arătând fibrele musculare mărite ale musculițelor de fructe. Din cauza variației genetice, fibrele musculare ale musculiței de fructe arată dezorganizat (microscopie confocală).
Os de capră de 4 ori
Înotătoarele și osul de capră: două imagini prezintă structura țesutului dens al corpului vertebratelor. Ramat Gan, Israel, Samuel Silberman. Shamuel Silberman a așezat un os de înotătoare de pește mărit de o sută de ori și l-a plasat deasupra pestrițului (folosind tehnologia de iluminare cu fibră optică). Pentru a observa modificările de formare osoasă în densitatea minerală osoasă și conținutul mineral în creștere, Mark Lloyd (Mark Lloyd) și Noel Clark (Noel Clark) de la centrul de oncologie din orașul Tampa, Florida, au mărit osul de capră de patru ori (vezi graficul, microscopia Hirono).
Os de capră de 4 ori
Înotătoarele și osul de capră: două imagini prezintă structura țesutului dens al corpului vertebratelor. Ramat Gan, Israel, Samuel Silberman. Shamuel Silberman a așezat un os de înotătoare de pește mărit de o sută de ori și l-a plasat deasupra pestrițului (folosind tehnologia de iluminare cu fibră optică). Pentru a observa modificările de formare a oaselor în densitatea minerală osoasă și conținutul mineral în creștere, cercetătorii de la centrul de oncologie Mo Moffett din orașul Tampa, Florida, Mark Lloyd (Mark Lloyd) și Noel Clark (Noel Clark), au mărit osul de capră de patru ori (vezi graficul, microscopia Hirono). Microtubulii se formează în jurul cromozomilor (albastru).
Iată membrana celulară a celulelor tratate prin privare de ser de către Jan Schmoranza (Sch-moranzer Jan) de la Universitatea Columbia și structura microtubulilor (verde). Din grafic, microtubulii fibroblastelor au prezentat un comportament anormal. Diametrul microtubulilor este de aproximativ 20 nm; de obicei, atunci când există o breșă în membrana celulară, microtubulii se agregă la locul fisurii, dar situația nu este așa. În celula în interfază, cromozomul Duke U-serdar, Tulu (U. serdar Tulu) cu orizonturi lățime de 138 μm a surprins.
În aceste imagini, nu pot să nu mă gândesc la faimosul fizician Richard Feynman (Feynman Richard) în „distracția” poveștii. Un prieten de-al lui Feynman credea că oamenii de știință nu recunosc profund frumusețea florilor, ci și că frumoasele flori care se deschid la șase și șapte de grade, în cele din urmă devin lucruri neinteresante. Feynman nu a fost de acord cu punctul de vedere al prietenului, spunând: „Cred că este chiar puțin amuzant. În primul rând, care este diferența dintre el și mine și ceea ce văd? Cred că, chiar dacă nu am aceeași pregătire estetică ca el, apreciez și frumusețea unei flori...... Să ne imaginăm mișcarea celulară, perplexitatea ei nu este o frumusețe? Adică, frumusețea florii nu constă doar în forma macroscopică, în lumea microscopică, structura sa interioară este la fel de fascinantă. Și florile, insectele, se luptă cu Yan, ceea ce în sine este un lucru foarte interesant, din perspectiva faptului că insectele pot distinge între culori. Pentru a vedea florile frumoase, aș vrea să aflu o întrebare: și animalele inferioare știu să aprecieze frumusețea florilor? De ce au ele capacitatea de a gusta? Aceste întrebări interesante au dovedit că cunoștințele științifice vor face ca florile să devină mai misterioase, mai incitante, mai uimitoare.”
