«Перепишите учебники биологии». Чешские ученые первыми в мире получили изображение хромосомы в естественном состоянии
21 июля 2024
18:00
93459
![](https://420on.cz/files/representations/redirect/eyJfcmFpbHMiOnsibWVzc2FnZSI6IkJBaHBBd3VqQlE9PSIsImV4cCI6bnVsbCwicHVyIjoiYmxvYl9pZCJ9fQ==--9f2de62f6086b9b55eb727ef204f1ace1b78ee1b/eyJfcmFpbHMiOnsibWVzc2FnZSI6IkJBaDdDVG9MWm05eWJXRjBPZ2wzWldKd09oUnlaWE5wZW1WZmRHOWZiR2x0YVhSYkIya0NXQUpwQXNJQk9oaGljbWxuYUhSdVpYTnpYMk52Ym5SeVlYTjBhZXc2REdOdmJuWmxjblE3Qmc9PSIsImV4cCI6bnVsbCwicHVyIjoidmFyaWF0aW9uIn19--c59b24221f2f7e7eb295af99a7a03ab5ea5d20df/Screenshot_84.png)
Специалисты из Института приборостроения Чешской академии наук в Брно совместно с коллегами из Института экспериментальной ботаники разработали новый метод визуализации, имеющий множество применений. Обнаружение поверхностной структуры с различными миниатюрными выступами и пространственно расположенными петлями волокон может иметь будущее значение, например, для медицины или сельского хозяйства. Хромосомы — высокочувствительные структуры, в которых хранится наследуемая информация.
Полученные результаты восхищают и удивляют, сказал журналистам Вилем Недела, руководитель группы электронной микроскопии окружающей среды в Брно. Он считает, что преимущества нового метода позволят переписать учебники по биологии.
Метод A-ESEM открывает новые возможности для изучения неживой, но особенно живой материи. До сих пор для изображения пространственной структуры с разрешением до миллионных долей миллиметра использовалась сканирующая электронная микроскопия, при которой образцы наблюдаются в высоком вакууме. Поэтому они должны подвергаться модификациям, которые повреждают структуру.
Аббревиатура A-ESEM расшифровывается как advanced environmental scanning electron microscopy. Метод позволяет изучать растительные и, в некоторой степени, животные клетки в их естественном состоянии, например, мелких живых животных, грибки, плесень, клещей, белки или бактерии. Ученые также изучают вирусы. Кроме того, можно отслеживать изменения в образцах под воздействием температуры, высыхания, химических реакций или физических воздействий.
«Классический микроскоп можно сравнить с роскошным автомобилем, а экологический микроскоп — это роскошный автомобиль с еще более высоким уровнем оснащения, который может ездить по воде и погружаться, как подводная лодка, словом, он обладает всеми функциями классического микроскопа, а также многими другими», — говорит Недела. Ученые используют программное обеспечение с искусственным интеллектом, чтобы подсказать, как установить параметры так, чтобы не разрушить образец. «Мы использовали множество собственных инноваций и, благодаря сверхчувствительным детекторам, наблюдаем за образцами при высоком давлении газа и влажности до 100%, то есть в экологически чистых условиях — очень аккуратно, не причиняя им вреда», — добавила Недела.
По словам создателей, новый метод еще быстрее, дешевле и лучше подходит для изучения динамических изменений в биологических образцах, чем криоэлектронная микроскопия, удостоенная Нобелевской премии в 2017 году. «Этот новый метод решает фундаментальную проблему кажущейся несовместимости электронной микроскопии с присутствием в образце воды в жидком состоянии», — добавила Недела.
Потенциал нового метода был проверен учеными в сотрудничестве с Оломоуцким институтом экспериментальной ботаники Чешской академии наук при изучении хромосом ячменя. В течение многих лет научные группы со всего мира пытались получить детальное представление о хромосомах. Только новый метод показал, что их поверхность усеяна многочисленными выступами — петлями хроматиновых волокон со средним размером около 30 нанометров, — говорит Ярослав Долежель, генетик растений и руководитель оломоуцкой группы. Вероятно, ученые также смогли получить изображение нуклеосом, на которых молекула ДНК намотана в виде катушек. Ученые не знают точно, для чего нужны выступы на поверхности и из чего они состоят. «Теперь мы хотим это выяснить», — добавил Долежель.
В то время как хромосомные нарушения являются причиной наследственных заболеваний у людей, они приводят к снижению плодовитости и урожайности сельскохозяйственных культур. Выявление структуры поверхности хромосом дает новое представление о строении наследственного аппарата, позволит выявить нарушения в его устройстве и внесет вклад в разработку синтетических организмов с искусственно созданной наследственной информацией.
Метод A-ESEM открывает новые возможности для изучения неживой, но особенно живой материи. До сих пор для изображения пространственной структуры с разрешением до миллионных долей миллиметра использовалась сканирующая электронная микроскопия, при которой образцы наблюдаются в высоком вакууме. Поэтому они должны подвергаться модификациям, которые повреждают структуру.
Аббревиатура A-ESEM расшифровывается как advanced environmental scanning electron microscopy. Метод позволяет изучать растительные и, в некоторой степени, животные клетки в их естественном состоянии, например, мелких живых животных, грибки, плесень, клещей, белки или бактерии. Ученые также изучают вирусы. Кроме того, можно отслеживать изменения в образцах под воздействием температуры, высыхания, химических реакций или физических воздействий.
«Классический микроскоп можно сравнить с роскошным автомобилем, а экологический микроскоп — это роскошный автомобиль с еще более высоким уровнем оснащения, который может ездить по воде и погружаться, как подводная лодка, словом, он обладает всеми функциями классического микроскопа, а также многими другими», — говорит Недела. Ученые используют программное обеспечение с искусственным интеллектом, чтобы подсказать, как установить параметры так, чтобы не разрушить образец. «Мы использовали множество собственных инноваций и, благодаря сверхчувствительным детекторам, наблюдаем за образцами при высоком давлении газа и влажности до 100%, то есть в экологически чистых условиях — очень аккуратно, не причиняя им вреда», — добавила Недела.
По словам создателей, новый метод еще быстрее, дешевле и лучше подходит для изучения динамических изменений в биологических образцах, чем криоэлектронная микроскопия, удостоенная Нобелевской премии в 2017 году. «Этот новый метод решает фундаментальную проблему кажущейся несовместимости электронной микроскопии с присутствием в образце воды в жидком состоянии», — добавила Недела.
Потенциал нового метода был проверен учеными в сотрудничестве с Оломоуцким институтом экспериментальной ботаники Чешской академии наук при изучении хромосом ячменя. В течение многих лет научные группы со всего мира пытались получить детальное представление о хромосомах. Только новый метод показал, что их поверхность усеяна многочисленными выступами — петлями хроматиновых волокон со средним размером около 30 нанометров, — говорит Ярослав Долежель, генетик растений и руководитель оломоуцкой группы. Вероятно, ученые также смогли получить изображение нуклеосом, на которых молекула ДНК намотана в виде катушек. Ученые не знают точно, для чего нужны выступы на поверхности и из чего они состоят. «Теперь мы хотим это выяснить», — добавил Долежель.
В то время как хромосомные нарушения являются причиной наследственных заболеваний у людей, они приводят к снижению плодовитости и урожайности сельскохозяйственных культур. Выявление структуры поверхности хромосом дает новое представление о строении наследственного аппарата, позволит выявить нарушения в его устройстве и внесет вклад в разработку синтетических организмов с искусственно созданной наследственной информацией.
Комментарии:
Пока никто не комментировал, будьте первым
Добавить комментарий
![](/assets/avatar-c9c82506142e9f17b7752553c49d3dc3157d8db7300f716146c2c82d7d213fcc.png)
ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ :
Ученый Томаш Чижмар из Института технологии приборостроения Академии наук Чешской Республики в Брно внес значительный вклад в разработку эндоскопа с волокном толщиной с человеческий волос. Он...
Подразделение 29155 российской военной разведки ГРУ, агенты которого Анатолий Чепига и Александр Мишкин подозреваются в организации взрыва в Врбетице, также стояло за многочисленными хакерскими...
Группа талантливых чешских студентов сумела не только изобрести, но и построить космический спутник, а теперь им удалось добиться того, чтобы он действительно полетел в космос. К концу года он...
Больше всего в этом году в Чехии сократилось количество компаний, принадлежащих белорусам и россиянам. Напротив, быстрее всего увеличивается число собственников фирм из Венгрии и Словакии. Это...
Четверть родителей потратят на начало учебного года более 5 000 крон. Почти треть потратит от 3 000 до 5 000 крон. Большинство из них оплачивают обувь и одежду для детей, затем следуют школьные...
Чешские потребители давно ждали государственных поощрений, которые сделали бы покупку чисто электрического автомобиля более доступной. В марте этого года программа субсидирования покупки...
После запрета на амальгаму в 2026 году даже взрослые смогут поставить на зубы пломбы, полностью оплачиваемые медицинской страховкой. Информацию Чешской стоматологической палаты (ČSK) подтвердило...
Крупнейшая чешская страховая компания выберет нового директора в сентябре. У членов совета директоров Всеобщей медицинской страховой компании (VZP) есть несколько недель, чтобы предложить свои...
В Минрегионе нашли неожиданное решение проблем, сопровождавших новую процедуру согласования строительства с момента ее запуска. Чиновникам могут разрешить временно использовать исходные системы, в...
Утверждение о том, что Чешская Республика является одной из самых эгалитарных стран, все больше и больше расходится с делом. Имущественное неравенство здесь одно из самых высоких в развитом мире,...
Поездка в Чехию дорого обошлась 29-летнему иностранцу за рулем BMW. Полиция остановила его в окрестностях Соколова за то, что он двигался по трассе Д6 со скоростью 186 километров в час. Он на месте...
Westinghouse Electric Company объявила о том, что подала апелляцию в Управление по защите конкуренции. Она протестует против решения ČEZ выбрать компанию Korea Hydro & Nuclear Power в качестве...
Чешский производитель беспилотных летательных аппаратов Primoco UAV SE увеличил продажи и чистую прибыль более чем на 80% в годовом исчислении в первой половине этого года. Компания также заключила...
Микулов и Леднице уже сталкивались в прошлые годы с проблемами, связанными с так называемым избыточным туризмом, то есть с большим количеством туристов, чем могут принять эти места. Несмотря на то,...
Это не просто обещания. Страховые компании начали предлагать страхование жизни людям, преодолевшим рак много лет назад, на тех же условиях, что и обычным клиентам. До сих пор для таких людей...