Embryo zebrafish vnímané jako celek, složené z více než 26 000 podrobných obrázků. Fotografie prostřednictvím Journal of Cell Biology
Když Google Earth poprvé vyšel v roce 2005, mnoho z nás mělo podobný zážitek. Zírali jsme na obrazovku našeho počítače s širokýma očima a přiblížili jsme se od obrazu Země ve vesmíru k pohledu na Severní Ameriku, poté na Spojené státy, poté na náš domovský stát, poté na město, pak na sousedství, nakonec uchvácené pohledem jen na náš vlastní dům nebo bytový dům.
Následné přiblížení na kombinovaném snímku embrya zebrafish. Fotografie prostřednictvím Journal of Cell Biology
Výzkumný tým z Leiden University Medical Center v Nizozemsku nyní poskytl stejné zkušenosti pro kousek biologické tkáně. Jak je podrobně popsáno v článku publikovaném včera v časopise Journal of Cell Biology, vědci vytvořili novou technologii, kterou nazývají „virtuální nanoskopie“. Tím, že spojí tisíce obrázků z elektronového mikroskopu, umožní divákům přiblížit se z tkáňového pohledu dolů, abyste viděli uvnitř jednotlivců buňky podrobně. Tuto technologii si můžete prožít na webových stránkách časopisu a jako ukázku použijte obrázek embrya zebrafish.
Od padesátých let umožňují elektronické mikroskopy biologům vidět struktury uvnitř buněk v pozoruhodných detailech. Problém - zejména pro laiky - spočívá v tom, že tyto obrázky jsou tak zvětšené, že je těžké přesně určit, na co se díváte. Drobné části buňky jsou zachyceny na každém obrázku, ale při pohledu na izolaci je těžké si mentálně představit, co se týče celé buňky, natož kus tkáně nebo celého organismu.
Kromě toho samotný výzkumný proces trpí omezeními tohoto přístupu. Mikroskopové obvykle skenují vzorek, aby vytvořili přehled s nižším rozlišením, a poté přibližují a vytvářejí podrobné obrázky pouze v oblastech, které se zdají být zajímavé. Vědci berou na vědomí, že vracení se později k detailům jiných oblastí může být často obtížné, ne-li nemožné, protože určité typy konzervovaných exemplářů se mohou postupem času zhoršovat.
V reakci na to výzkumný tým vyvinul nový způsob, jak kombinovat tisíce různých obrázků z elektronového mikroskopu, aby vytvořil soudržný a interaktivní celek. V rámci tohoto procesu se shromažďují tisíce mírně se překrývajících obrázků v jedné počáteční fázi. Poté je automatizovaný softwarový program prakticky spojí dohromady pomocí metadat o orientaci jednotlivých obrazů a algoritmu, který porovnává podobné funkce v každém z nich, aby přesně určil, kam mají být umístěny.
Zobrazené embryo zebrafish se skládá z více než 26 000 jednotlivých obrázků. Obrovský soubor váží celkem 281 gigapixelů, 16 milionů pixelů na palec. Celé embryo je dlouhé 1, 5 mm a můžete se pohybovat od zvětšeného obrázku celku k detailnímu pohledu na struktury, jako je jádro, v konkrétní buňce.
Nová technologie bude sloužit více než internetová zábava pro vědecky nakloněné. Vědci tvrdí, že jejich nová metoda může být použita k pomoci jiným vědcům při objevech, protože budou moci lépe propojit struktury s funkcemi na různých stupnicích. Jako důkaz použili tuto techniku k analýze embryí zebrafish, tkáně lidské kůže, myšího embrya a myší ledvinové buňky.
