Каждый наш микроскоп уникален

Сайт "Академгородок" 3 июня 2014 г.

В работе исследователей очень большую роль играет техника. Сегодня "рабочее место" биолога стоит в разы дороже, чем у химика или, тем более, математика. Но эти затраты оправданы. О технической стороне биологии нам рассказал Виктор Владимирович Шлома, старший научный сотрудник лаборатории геномики ИМКБ СО РАН.

– Виктор Владимирович, скажите, пожалуйста, какие ноу-хау сейчас есть в микроскопии?

На текущий момент мы наблюдаем довольно занятную ситуацию. Когда я пришёл в лабораторию, примерно в 1993 году, большая часть нашей работы была сосредоточена именно на микроскопии. С тех пор прошло больше 20 лет, конечно, всё поменялось очень сильно, хотя, честно говоря, основы остались.

Наиболее широко используемой сейчас является флуоресцентная микроскопия. При этом методе применяют так называемые флуоресцентные маркеры, т.е. молекулы, которые светятся при ультрафиолете. Эти молекулы могут специфически связываться с некоторыми клеточными организмами, с определенными белками. Можно покрасить образец светящимися реактивами, положить под объектив микроскопа, осветить ультрафиолетом, а затем с помощью нужных фильтров отсечь нужный спектр свечения и визуализировать светящийся объект. Так появилась возможность увидеть местоположение белков в клеточных органеллах и на хромосомах, рассматривать несколько белков одновременно и изучать их взаимодействие, создавать белки, к которым уже "пришит" светящийся фрагмент.

Нельзя обойти вниманием и конфокальную, или лазерную, микроскопию. Конфокальные микроскопы ближе к флуоресцентным, поскольку там тоже идет работа с флуоресцентными красителями. Различие состоит в том, что свечение вызывается лазерным лучом определенной длины волны. Кроме того, в микроскопах такого типа изображение проходит через очень маленькое отверстие – пинхол, что дает возможность получать тонкие и очень четкие оптические срезы объекта. Представьте, что ваш образец объемный и светится по всей толщине: и в середине, и снизу, и сверху. Когда вы смотрите в обычный микроскоп, вы настроились на какой-то конкретный уровень резкости, но в итоге из-за свечения всего объекта целиком картинка получается размытой. А вот если изображение пропускать через уже упомянутое мной крошечной отверстие, то, согласно законам физики, лишний свет отсеивается, получится тонкий оптический срез. Конфокальный микроскоп сканирует всё изображение, создает оптический срез, и если получить серию таких срезов, то потом данные можно легко сложить в объемное изображение объекта. В настоящее время конфокальная микроскопия – это одно из наиболее интересных направлений, дающее исследователям очень большие возможности.

–Есть ли в Вашем институте оригинальные приборы?

В нашем институте нет оригинальных приборов, как, например, в институте ядерной физики, где очень мощная производственная база. Мы же всё покупаем. Каждый прибор уникален, он имеет конкретную конфигурацию и заточен под определенный набор задач. Вот, например, тот же конфокальный микроскоп: создать универсальный прибор, который решит вообще все проблемы, невозможно. Всегда есть ограничения: грубо говоря, если мы "привинтим" одно, то не сможем привинтить другое. Прежде чем заказывать определенный прибор, мы связываемся с инженером и обговариваем все детали нашей предстоящей работы: какие нам нужны лазеры, какие флуорофоры будут использованы (именно от флуорофора зависит длина волны, необходимая для свечения и, соответственно, какой лазер должен быть установлен), какие требуются объективы и т.д. Каждый прибор уникален, он имеет конкретную конфигурацию и заточен под определенный набор задач. После этого инженер составляет конфигурацию, отправляет ее на завод, и микроскоп начинают делать. Прибор не стоит на складе в каком-то количестве, а производится сугубо индивидуально по заказу исследователей. Там же, на заводе, прибор собирают, тестируют, потом разбирают и отправляют нам. Уже в институте "встречать" посылку приходит инженер, чтобы убедиться в сохранности всех пломб. При перевозке коробку ни в коем случае нельзя наклонять или ударять, иначе все усилия были зря. Учитывая бумажную работу, изготовление и последующую перевозку, процесс приобретения микроскопа может затянуться на год и более.

– Где институт обычно приобретает технику для исследований?

В России большинство необходимых нам приборов пока что не производят, поэтому обычно мы заказываем в Германии и Японии.

– Есть ли определенные тенденции в развитии микроскопии?

Безусловно, прогресс наблюдается. Если раньше микроскоп занимал огромное количество пространства, то сейчас это небольшой агрегат. Общая тенденция, в принципе, сводится к удобству. Сегодня исследователям не нужно проходить специальное обучение: разработаны программы, которые облегчают работу пользователя. Тем не менее, ученым нужно точно знать, что они будут делать и какие материалы для этого потребуются.

– Как Вы упомянули, в среднем процесс приобретения нового прибора занимает целый год. Может ли за этот срок исследование уйти так далеко, что потребность в микроскопе уже отпадает?

Нет, не бывает такого, чтобы микроскоп был уж совсем не нужен. Прибор в любом случае обладает широким спектром возможностей, поэтому мы можем использовать его для других целей.

Маргарита Артеменко