Sebrakala embrüo tervikuna, mis koosneb enam kui 26 000 detailsest pildist. Foto ajakirja Cell Biology kaudu
Kui Google Earth 2005. aastal esmakordselt välja tuli, oli paljudel meist sarnane kogemus. Nähes oma arvutiekraanil laiasilmset pilti, suumisime kosmoses asuvast Maa kujutisest Põhja-Ameerika, siis Ameerika Ühendriikide, siis meie koduriigi, siis linna, siis naabruskonna vaadet, mille lõpuks võlus ainult meie oma maja või kortermaja.
Järgnevad suumid kombineeritud sebrakala embrüopildil. Foto ajakirja Cell Biology kaudu
Nüüd on Hollandi Leideni ülikooli meditsiinikeskuse uurimisrühm teinud sama kogemuse bioloogilise koe tüki jaoks. Nagu täpsustatakse eilses ajakirjas Journal of Cell Biology avaldatud artiklis, on teadlased loonud uue tehnoloogia, mida nad nimetavad virtuaalseks nanoskoopiaks. Ühendades tuhanded pildid elektronmikroskoobiga, võimaldavad nad vaatajal kudede tasandil vaadelda. allapoole, et näha üksikisikute rakke üksikasjalikult. Ajakirja veebisaidil saate seda tehnoloogiat ise kogeda. Demonstratsioonina kasutatakse sebrakala embrüo pilti.
Alates 1950ndatest on elektroonilised mikroskoobid võimaldanud bioloogidel näha rakkude sisemisi struktuure tähelepanuväärselt detailselt. Probleem - eriti võhikute jaoks - on see, et neid pilte on nii suumitud, et on raske täpselt öelda, mida te vaatate. Igal pildil on hõivatud pisikesed rakuosad, kuid eraldiseisvalt vaadatuna on neid vaimselt raske ette kujutada kogu raku osas, rääkimata koetükist või tervest organismist.
Lisaks sellele kannatab uurimisprotsess ise selle lähenemisviisi piiratuse all. Mikroskoobid skaneerivad proovi tavaliselt madalama eraldusvõimega ülevaate saamiseks ja seejärel suumitakse, et saada üksikasjalikke pilte ainult nendes piirkondades, mis pakuvad huvi. Hiljem tagasi pöördumine teiste piirkondade lähivõtete poole võib sageli olla keeruline, kui mitte võimatu, märgivad teadlased, sest teatud tüüpi konserveeritud isendid võivad aja jooksul halveneda.
Uurimisrühm töötas vastusena välja uue viisi tuhandete eraldiseisvate elektronmikroskoobi kujutiste ühendamiseks, et luua ühtne ja interaktiivne tervik. Protsessi käigus kogutakse ühes algfaasis tuhandeid kergelt kattuvaid pilte. Seejärel õmbleb automatiseeritud tarkvaraprogramm need praktiliselt kokku, kasutades üksikute piltide orientatsioonis metaandmeid ja algoritmi, mis võrdleb kõigi piltide sarnaseid funktsioone, et täpselt määratleda, kuhu need paigutada.
Kuvatud sebrakala embrüo koosneb enam kui 26 000 üksikust pildist. Tohutu fail kaalub kokku 281 gigapikslit ja 16 miljonit pikslit tolli kohta. Kogu embrüo on 1, 5 mm pikk ja saate liikuda tervikuna suumitud pildilt konkreetse raku struktuuride, näiteks tuuma, üksikasjalikule vaatele.
Uus tehnoloogia on teaduslikult kalduvatele inimestele enam kui Interneti-meelelahutus. Teadlased väidavad, et nende uut meetodit saab kasutada teiste teadlaste avastuste tegemisel, sest nad suudavad paremini seostada struktuure funktsioonidega erinevatel skaaladel. Tõendusmaterjalina kasutasid nad seda tehnikat sebrakala embrüo, inimese nahakoe, hiireembrüo ja hiire neerurakkude analüüsimiseks.
