Jihočeští biologové mohou jako první v republice sledovat 600 tisíckrát zmenšené buňky ve 3D

Pohledy do mikrosvěta získávají díky nejnovějšímu elektronovému mikroskopu, který právě začali používat vědci z Biologického centra Akademie věd ČR (BC AV ČR), nový rozměr. A doslova - třetí rozměr. Na rozdíl od ostatních elektronových mikroskopů, které umožňují získat pouze dvourozměrné zobrazení pozorovaného objektu, nový, vysoce rozlišovací rastrovací elektronový mikroskop Apreo VS dokáže vytvořit třírozměrný obraz vzorku. To otevírá badatelům zcela nové možnosti, jak nahlédnout dovnitř nejmenších částí biologických objektů - buněk, či jakýchkoli jiných biologických vzorků, a zjistit, jak jsou uvnitř uspořádány a jak fungují.

Velkou předností mikroskopu je široký rozsah zvětšení, který začíná na zvětšení 20x, kdy lze zobrazit plošku 3 x 3 milimetry, a dosahuje až zvětšení šest set tisíckrát (600 000x). ,,Kdybychom se při stejném zvětšení dívali ze Země na Měsíc, mohli bychom tam pozorovat objekty přibližně o velikosti tenisového míčku," uvádí příklad Jana Nebesářová, vedoucí Laboratoře elektronové mikroskopie na Biologickém centru AV ČR. Díky vysokému rozlišení je možné vidět v pozorovaném vzorku detaily o velikosti kolem jednoho nanometru, jinými slovy jedné miliardtiny metru. Navíc je mikroskop vybaven speciálním krájecím zařízením v komoře vzorku, které odřezává ze vzorku tenké plátky s nepatrnou tloušťkou, zhruba od 20 nanometrů. Pro představu: tloušťka běžného kancelářského listu papíru je přibližně 0,1 milimetru. Abychom z něj získali ultratenké řezy s tloušťkou 20 nanometrů, museli bychom jej nařezat na 5 tisíc plátků.

Právě díky postupnému seřezávání vzorku a získání série zobrazení daného objektu lze pak sestavit trojrozměrný model celého vzorku. ,,Na povrchu vzorku se nasnímá vybraná oblast a odkrojí se další řez a opět se zaznamená další snímek dané oblasti. Tímto plně automatizovaným postupem se získá řada snímků, ze kterých je možné vytvořit třírozměrnou rekonstrukci studovaného biologického objektu, např. celé buňky, prvoka nebo hlavičky rybí tasemnice," vysvětluje Jana Nebesářová.

V České republice jde o první instalaci takto vybaveného rastrovacího elektronového mikroskopu a Laboratoř elektronové mikroskopie BC AV ČR se tímto zařadila mezi několik evropských pracovišť vybavených touto technikou. Vzhledem k ceně tohoto systému, která se pohybuje v řádu desítek miliónů korun, bude mikroskop sloužit v servisním režimu mnoha vědeckým týmům. Největší příležitost využívat ho k řešení svých projektů budou mít výzkumníci a studenti Biologického centra AV ČR a Jihočeské univerzity.

Laboratoř elektronové mikroskopie BC AV ČR pod vedením Jany Nebesářové funguje už 28 let a za tu dobu si vydobyla mezinárodní prestiž. Kromě poskytování servisu vědeckým týmům laboratoř spolupracuje i s výrobci elektronových mikroskopů v Brně, jimž připravuje testovací biologické preparáty pro vývoj nových metod a techniky elektronové mikroskopie.

Česká republika patří ve výrobě elektronových mikroskopů mezi světové velmoci; vyrábí zhruba 30 procent světové produkce. Rastrovací elektronový mikroskop Apreo VS, instalovaný na Biologickém centru AV ČR, vyrobila v Brně firma Thermo Fisher Scientific.

Na snímcích z elektronového mikroskopu jsou 1. štěnice (stenice.jpg) a 2. roztoč varroa (varroa.jpg), který způsobuje varroázu, infekční onemocnění včel. Jedná se o snímky povrchu objektů, nikoli o 3D rekonstrukci. První snímek ve 3D začne laboratoř vytvářet v následujících dnech a půjde o sací ústrojí klíštěte.

APREO SEM.jpg: záběr z laboratoře s novým mikroskopem Apreo VS