Учёные впервые сняли 3D-видео о том, как вирус проникает в клетку - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Учёные впервые сняли 3D-видео о том, как вирус проникает в клетку

16.11.2022

Ученые впервые сделали трехмерную запись того, как вирус захватывает клетку, проникая в нее. Весь процесс сняли в реальном времени. Мини-фильм длится 2,5 минуты и показывает генетически стерильный вирус, путешествующий по стенкам клеток кишечника человека, чтобы найти вход. Размер вируса в несколько тысяч раз меньше, чем песчинка.

Понимание того, как вирусы проникают в клетки, имеет решающее значение для разработки более эффективных способов защиты от них, но отслеживать эти частицы невероятно сложно — не в последнюю очередь потому, что они намного меньше клеток, по которым они перемещаются.

«Это похоже на попытку сфотографировать человека, стоящего перед небоскребом, — говорит химик Кортни Джонсон из Университета Дьюка в Северной Каролине. – Вы не сможете получить весь небоскреб и увидеть человека перед ним на одном снимке».

Более того, вирусные частицы перемещаются гораздо быстрее вне клетки, чем внутри нее, что еще больше усложняет разработку процесса визуализации, точно настроенного для работы с этими различными размерами и скоростями.

Решением в этом случае является система под названием 3D-TrIm, или 3D-трекинговая и визуализирующая микроскопия. По сути, это два микроскопа в одном: первый для «фиксации» быстро движущейся частицы, а второй для получения трехмерных изображений окружающих клеток. Это немного похоже на спутниковое навигационное приложение, отслеживающее местоположение вашего автомобиля посреди обширного ландшафта.

Когда вирусная частица подсвечивается специальной флуоресцентной меткой, ее положение можно отмечать 1000 раз в секунду, что дает исследователям беспрецедентно подробные сведения о ее перемещении в ключевой период процесса заражения.

На видео Университета Дьюка  извилистый путь вируса можно увидеть в виде волнистой фиолетовой линии.

 

Мы все ежедневно вдыхаем миллионы вирусов, подавляющее большинство из которых не причиняет никакого вреда, но ученые хотят больше узнать о том, как определенные вирусы прорываются через защитный слой клеток и слизи, покрывающие дыхательные пути и кишечник, чтобы установить инфекционное заболевание.

Этот новый метод 3D-Trim должен помочь, хотя у него есть свои ограничения: вирусные частицы должны быть помечены перед визуализацией, чтобы их можно было увидеть, а флуоресцентный краситель на них должен быть разработан так, чтобы он сохранялся достаточно долго, чтобы исследователи могли отслеживать вирус. весь инфекционный процесс.

компьютерное изображение желтой частицы, погружающейся в клеточную мембрану
Путь вируса (синий цвет), движущегося по поверхности клеток (фиолетовый) перед тем, как закрепиться (желтый). Источник: sciencealert.com.

Тем не менее, команда 3D-Trim говорит, что у системы есть потенциал для быстрого улучшения и адаптации к другим типам медицинской диагностики — будь то наблюдение за вирусами или мониторинг доставки лекарств.

«Важно, что применение этой техники может быть распространено на любую систему, где быстрая динамика наноразмерных объектов происходит в больших объемных масштабах, включая доставку наноразмерных лекарств-кандидатов в легкие и через негерметичную сосудистую сеть опухоли», — пишут исследователи в своей опубликованной статье .

Исследование опубликовано в журнале Nature Methods .

 

 

Источник

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2