Исследователи из университета Дьюка разработали метод микроскопии, который позволяет захватывать изображения вирусов, отслеживая и визуализируя их движения. С помощью этого способа ученые создали видеозапись, снятую в течение двух с половиной минут с определением местоположения крошечной частицы 1000 раз в секунду.
Видео показывает крошечную вирусную частицу, в тысячи раз меньшую, чем песчинка, когда она качается и движется среди плотно упакованных клеток кишечника человека. На короткое время вирус вступает в контакт с клеткой и скользит по ее поверхности, но не прилипает и снова отскакивает.
Для создания видео исследователи использовали метод, который они назвали 3D-микроскопией с отслеживанием и визуализацией (3D-TrIm). Этот подход объединяет два микроскопа в одном. Первый «фиксируется» на быстро движущемся вирусе, проводя лазером вокруг вируса десятки тысяч раз в секунду, чтобы вычислить и обновить его положение. Пока вирус подпрыгивает и кувыркается в жидкой оболочке клетки, микроскоп постоянно настраивается, чтобы удерживать его в фокусе.
Визуализация траектории движения вируса в межклеточной среде. Видео: Courtney Johnson et al., Nature Methods
В то время как первый микроскоп отслеживает вирус, второй микроскоп делает трехмерные изображения окружающих клеток. Исследователи сравнивают готовый результат с электронными картами: они показывают не только текущее местоположение машины во время вождения, но и местность, ориентиры и общий рельеф.
Исследователи отмечают, что пока у метода есть ограничения. Нельзя, например, просто наблюдать, как здоровый человек вдыхает частицы вируса при кашле или чихании инфицированного человека. Для съемки исследователи должны прикрепить к вирусу специальную флуоресцентную метку, которую будет отслеживать микроскоп. Кроме того, пока контролировать вирус можно только в течение нескольких минут, прежде чем он исчезнет.
Визуализация вирусов. Видео: Courtesy of the Welsher lab, Duke University
Тем не менее, ученые надеются понять, каким образом вирусы преодолевают защитные барьеры клеток и слизи, которые выстилают дыхательные пути и кишечник — одну из первых линий защиты организма от инфекции.
