Расширяющая микроскопия открывает невидимую Вселенную океанического планктона

Новаторское применение технологии расширенной микроскопии (Expansion Microscopy) позволило впервые детально рассмотреть внутреннюю структуру жизненно важных видов океанического планктона.
Эти микроскопические организмы — невидимые двигатели жизни на Земле: они производят значительную часть кислорода, которым мы дышим, и образуют основу морских экосистем.

Исследователи из Европейской молекулярно-биологической лаборатории (EMBL) и Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) применили технологию, которая физически увеличивает образцы до 16 раз, открыв то, что прежде было недоступно — внутреннюю архитектуру клеток морских протистов, таких как Ихтиоспореи.

Как увидеть невидимое

Плотные клеточные стенки этих организмов долгое время мешали исследованию,
но совместная работа учёных из EMBL и EPFL, позволила преодолеть этот барьер.
Используя метод расширяющей микроскопии, команда буквально раздвинула границы видимого мира, сохранив точность формы и пропорций клеточных структур.

В ходе экспедиции Traversing European Coastlines (TREC) учёные провели картирование цитоскелета, включая микротрубочки и центрины, более чем у 200 видов эукариотического планктона, собранных у побережья Роскоффа, Франция.

Планетарный атлас жизни

Результаты, опубликованные в журнале Cell, заложили основу для создания глобального атласа планктона, призванного раскрыть скрытое структурное разнообразие микроскопических обитателей океанов.

Ключевую роль сыграл доступ к коллекции морских микроорганизмов Станции биологии в Роскофе.
Новая визуализация позволяет не просто увидеть клеточную организацию,
но и проследить эволюционные связи, ведущие от одноклеточных предков к сложным формам жизни.

Цитоскелет: каркас жизни

Изучение цитоскелета — каркасной сети, поддерживающей форму эукариотических клеток —
помогло составить карту вариаций в его организации, показав как общие, так и уникальные структурные мотивы. Такой анализ углубляет понимание фундаментальных принципов организации жизни и помогает реконструировать эволюцию клеточной архитектуры.

PlanExM — проект, расширяющий границы науки

Работа стала частью проекта PlanExM (Plankton Expansion Microscopy), который уже получил дополнительное финансирование для изучения эволюции митоза и перехода к многоклеточности у планктонных организмов.

PlanExM показывает, что расширяющая микроскопия может стать инструментом,
сопоставимым по значению с проектами геномики биоразнообразия,
позволяя объединять молекулярные данные с детальной клеточной физиологией.

Понимание этих тонких структур и взаимодействий открывает новый горизонт
в эволюционной биологии — там, где сложность рождается из мельчайших форм жизни, пульсирующих в океанской глубине.

Изображения: EMBL / EPFL / Scienmag / Cambridge University Press