Інноваційна мікроскопія розкриває приховану архітектуру океанічного планктону

Завдяки новаторському застосуванню технології розширювальної мікроскопії (Expansion Microscopy) вчені вперше отримали можливість детально вивчити внутрішню структуру життєво важливих видів океанічного планктону.

Ці мікроскопічні організми є невидимими рушіями життя на нашій планеті: вони не лише виробляють значну частку кисню, яким ми дихаємо, але й формують фундаментальну основу морських екосистем.

Дослідники з Європейської молекулярно-біологічної лабораторії (EMBL) та Федеральної політехнічної школи Лозанни (EPFL) успішно застосували цей метод. Технологія фізично збільшує зразки до 16 разів, що дозволило відкрити раніше недоступну внутрішню архітектуру клітин морських протистів, зокрема, таких як Іхтиоспореї.

Як побачити те, що було невидимим

Щільні клітинні стінки цих організмів тривалий час становили серйозну перешкоду для наукових досліджень. Однак спільна робота фахівців з EMBL та EPFL дала змогу подолати цей бар'єр.

Використовуючи метод розширювальної мікроскопії, дослідницька група буквально розширила межі видимого світу. При цьому була збережена точність форми та пропорцій усіх клітинних структур.

Під час експедиції під назвою Traversing European Coastlines (TREC) науковці провели детальне картування цитоскелета, включаючи мікротрубочки та центрини, у понад 200 видів еукаріотичного планктону, зібраних біля узбережжя Роскоффа, Франція.

Створення планетарного атласу життя

Отримані результати, які були опубліковані у престижному науковому журналі Cell, стали наріжним каменем для створення глобального атласу планктону. Мета цього атласу — розкрити приховане структурне різноманіття мікроскопічних мешканців світового океану.

Ключовим фактором успіху став доступ до унікальної колекції морських мікроорганізмів, що зберігається на Станції біології в Роскофі.

Нова методика візуалізації дозволяє не просто спостерігати клітинну організацію, але й простежувати еволюційні зв'язки, які ведуть від одноклітинних предків до складних форм життя.

Цитоскелет: архітектурний каркас клітини

Вивчення цитоскелета — мережі-каркасу, що підтримує форму еукаріотичних клітин — допомогло скласти карту варіацій його організації. Це дослідження продемонструвало як спільні, так і унікальні структурні мотиви.

Такий глибокий аналіз поглиблює наше розуміння фундаментальних принципів організації живого та сприяє реконструкції еволюції клітинної архітектури.

PlanExM — розширення наукових горизонтів

Ця наукова робота є невід'ємною частиною масштабного проекту PlanExM (Plankton Expansion Microscopy). Проект вже отримав додаткове фінансування, яке буде спрямоване на вивчення еволюції мітозу та процесу переходу до багатоклітинності серед планктонних організмів.

PlanExM демонструє, що розширювальна мікроскопія може стати інструментом, зіставним за своїм значенням із проектами геноміки біорізноманіття. Вона дає можливість поєднувати детальні молекулярні дані з глибоким аналізом клітинної фізіології.

Осягнення цих тонких структур та їхніх взаємодій відкриває абсолютно новий горизонт в еволюційній біології. Саме тут, у пульсуючих океанських глибинах, складність життя народжується з найдрібніших форм.

Завдяки синергії передових технологій та міжнародної співпраці (EMBL / EPFL), науковий світ отримує безпрецедентний доступ до мікроскопічної біорізноманітності, що є критично важливим для розуміння глобальних екологічних процесів.