Нематода под сканирующим зондовым микроскопом

Это изображение кутикулы (защитной оболочки) тела нематоды C. elegans, которое удалось получить в ее естественной среде обитания с помощью сканирующего зондового микроскопа. Размер исследуемого участка поверхности всего 10 микрометров, на изображении хорошо видны характерные особенности кутикулы нематод C. elegans, как например периодичность между кольцевыми бороздками, которая меняется в зависимости от стадии развития червей. По мнению ученых наноструктура оболочки нематод играет важную роль в способности к передвижению и поддержанию внутриполостного давления тела нематод. Этот круглый червь находился в жидкости, и чтобы получить изображение его оболочки использовался метод атомно-силовой микроскопии. Микроскоп работал в режиме PeakForce QNM (количественное силовое картирование поверхностного распределения механических свойств). Микроскопический зонд (кантилевер) «прощупывает» поверхность червя и при этом совершает вертикальные колебания. При каждом касании поверхности, острие зонда «прилипает» к образцу и прибор в каждой точке строит кривую силы взаимодействия кантелевера с поверхностью. Затем данные обрабатывает компьютер и строит изображение поверхности. Такой режим позволяет использовать значительно меньшие силы, чем традиционный режим работы атомно-силового микроскопа, и поэтому его можно использовать даже для наблюдений таких деликатных образцов, как нематоды, в их естественной среде обитания и в наноразмерной шкале. Кутикулу нематод на наноуровне возможно изучать и методом сканирующей электронной микроскопии, но для этого требуется дегидратация образцов и специальная пробоподготовка, которая сильно нарушает исходную структуру поверхности. Изучение нематод C. elegans имеет большое прикладное значение, так как они широко используются в биомедицинских исследованиях — скрининге лекарственных средств или оценке токсичности. Количественная визуализация и изучение механических свойств помогут выявлять воздействие лекарственных средств на нематод. За предоставленный материал «Чердак» благодарит Равиля Фахрулина (Институт фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета) и Дениса Фокина (ОПТЭК). Исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 14−14−924). Результаты исследования опубликованы в журнале «Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine».