Топ 11 фото 2010-2020, сделанных с помощью микроскопа

Лайнуть/Поделиться

Представляем вашему вниманию 11 последних работ-победителей ежегодного конкурса микрофотографий Nikon’s Small World.

Nikon’s Small World – ведущий конкурс микрофотографий, демонстрирующий красоту и сложность жизни, увиденной через световой микроскоп. Начнем с победителя 2010 года и закончим победителем 2020-го.

1-е место 2010 года. Сердце москита Anopheles gambiae. Техника: флуоресценция. Увеличение: 100x. Автор: Доктор Джонас Кинг.

Воздействие малярии и других болезней, передающихся комарами, во всем мире все еще остается проблемой. Продолжаются исследования по изучению комаров, а также того, как они переносят и передают болезнь и другие патогены. Вот почему победившее в 2010 году изображение Джонаса Кинга так важно для медико-биологического сообщества.

Йонас работает в лаборатории Hillyer Lab Университета Вандербильта, которая изучает взаимодействие между комарами и их патогенами, а также компоненты слюны и то, как они взаимодействуют с иммунным ответом позвоночного хозяина.

Изображение подробно описывает структурную организацию сердца комара и дает представление о том, как комары переносят кровь во все области своего тела. Йонас отмечает: «Комары остаются одним из величайших бедствий человечества. Малярия ежегодно поражает сотни миллионов людей и, как полагают, оказывает серьезное влияние на экономику эндемичных регионов». Наверное, поэтому в 2021-2022 во Флориде будет выпущено 750 миллионов генетически модифицированных комаров.


1-е место 2011 года. Портрет
личинки зеленой златоглазки Chrysopa
. Конфокальная микроскопия. Увеличение: 20x. Автор: Игорь Сиванович

На этом потрясающем снимке, полученном при помощи конфокальной микроскопии, можно увидеть внутреннюю структуру беспозвоночного, включая роговидные челюсти, мощные мышцы, глаза и небольшую центральную нервную систему. Набор из нескольких сшитых вместе изображений позволяет детально визуализировать большую область. Хотя изображение эстетически интересно, оно также дает представление о сложных замысловатых мышцах, необходимых для, казалось бы, простой задачи, управления ртом насекомого; тем самым демонстрируя мощность и применимость конфокальной микроскопии к изучению морфологии беспозвоночных.


1-е место 2012 года. Гематоэнцефалический барьер у живого эмбриона рыбок данио. Конфокальная микроскопия. Увеличение
20x. Авторы: д-р Дженнифер Л. Питерс и д-р Майкл Р. Тейлор

Гематоэнцефалический барьер играет решающую роль в неврологической функции и заболеваниях мозга. Доктора Питерс и Тейлор разработали трансгенных рыбок данио, чтобы визуализировать развитие этой структуры у живого экземпляра. Таким образом, эта модель доказывает, что мы не только можем визуализировать гематоэнцефалический барьер, но также можем генетически и химически расчленить сигнальные пути, которые модулируют функцию и развитие гематоэнцефалического барьера.

Чтобы получить это изображение, Питерс и Тейлор использовали проекцию максимальной яркости серии изображений, полученных в плоскости z. Сначала изображения были окрашены с помощью палитры радуги на основе глубины, чтобы схема окраски была как визуально привлекательной, так и предоставляла пространственную информацию. При этом Питерс и Тейлор сделали снимок, который, по словам Питерса, «не только передает красоту природы, но также является актуальным и биомедицинским».


1-е место 2013 года. Chaetoceros debilis (морская
диатомовая водоросль), организм колониального планктона.
Техника: дифференциальный интерференционный контраст, наложение изображений. Увеличение: 250x. Автор: доктор Вим ван Эгмонд

Это фото диатомовой водоросли представляет собой идеальное сочетание науки и искусства. Диатомовые водоросли не только являются одними из самых важных продуцентов кислорода на Земле, но и являются жизненно важным звеном в пищевой цепи. Конкретный вид, задокументированный на микрофотографии победителя, был получен ван Эгмондом из морского планктона в Северном море, и он хотел показать его во всей красе. Чтобы продемонстрировать различные размеры организма, ван Эгмонд применил метод наложения изображений. Комбинируя множество изображений, ван Эгмонд использовал дифференциальный интерференционный контраст, чтобы получить темно-синий фон, который обеспечивает потрясающий контраст с желтыми и коричневыми оттенками диатомовых водорослей.

Это сложная техника, которая в сочетании с художественным чутьем ван Эгмонда сделала его явным победителем конкурса 2013 года. Автор – фотограф-фрилансер, с детства интересовавшийся естествознанием, занимается микрофотографией почти два десятилетия. Ван Эгмонд любит изучать и фотографировать все типы микроорганизмов под микроскопом, но считает, что именно водные организмы являются «богатым и вдохновляющим источником для микрофотографии».


1-е место 2014 года. Коловратка показывает внутреннюю часть рта и корону в форме сердца. Техника: дифференциальный интерференционный контраст. Увеличение: 40x. Автор: Рохелио Морено

1-е место 2015 года. Глаз медоносной пчелы (Apis mellifera) покрыт пыльцой одуванчика. Техника: отраженный свет. Увеличение: 120x. Автор: Ральф Гримм

1-е место 2016 года. Четырехдневный эмбрион рыбки данио. Конфокальная микроскопия. Увеличение: 10x. Автор: доктор Оскар Руис

1-е место 2017 года. Иммортализованная клетка(способная размножаться бесконечно) кожи человека (кератиноциты HaCaT), экспрессирующие кератин с флуоресцентной меткой. Увеличение: 40x(увеличение объектива). Конфокальная микроскопия. Авторы: доктор Брэм ван ден Брук, Андрей Волков, доктор Киз Джалинк, доктор Рейнхард Виндоффер, доктор Николь Шварц.

На изображении изображена клетка, экспрессирующая чрезмерное количество кератина, флуоресцентно помеченная желтым цветом. Доктор Брэм ван ден Брук натолкнулся на эту своеобразную, но красивую клетку кожи, исследуя динамику кератиновых волокон вместе с Андреем Волковым, студентом группы Cell Biophysics. Группу возглавляет профессор Кейс Джалинк из Нидерландского института рака (NKI). Доктор ван ден Брук помогает многим исследовательским группам в центре биовизуализации NKI, где он специализируется на передовых методах флуоресцентной микроскопии и анализе изображений.

Кератин – важный структурный белок в клетках кожи. Кератиновая волокнистая сеть защищает клетки от механического воздействия и участвует во многих других клеточных функциях, таких как миграция и адгезия клеток. Изучение структуры, динамики и регуляции кератиновой сети может выявить информацию о таких процессах. Например, при некоторых типах рака пониженное количество определенных кератинов указывает на агрессивность опухоли.

«У человека известно более 50 различных белков кератина. Паттерны экспрессии кератина в опухолевых клетках кожи часто аномальны, и он широко используется в качестве опухолевого маркера в диагностик», – сказал Доктор ван ден Брук. «Изучая способы динамического изменения различных белков, таких как кератин, в клетке, мы можем лучше понять прогрессирование рака и других заболеваний».


1-е место 2018 года. Глаз жука Metapocyrtus subquadrulifer. Техника: отраженный свет. Увеличение: 20x (увеличение объектива). Автор: Юсеф аль-Хабши

1-е место 2019 года. Флуоресцентный эмбрион черепахи. Техника: стереомикроскопия, флуоресценция. Увеличение: 5x (увеличение объектива). Авторки: Тереза ​​Згода, Тереза ​​Куглер.

1-е место 2020. Вид сверху на кости и чешую (синий) и лимфатические сосуды (оранжевый) молодых рыбок данио. Конфокальная микроскопия. Увеличение: 4X (увеличение объектива). Авторы: Даниэль Кастранов, д-р Брант М. Вайнштейн, Бакари Самаса.

Этот снимок особенно важен, потому что он был сделан в рамках работы по визуализации, которая помогла команде Кастранова сделать революционное открытие – у рыбок данио внутри черепа есть лимфатические сосуды, которые ранее считались встречающимися только у млекопитающих. Их появление у рыб, которых гораздо легче разводить и фотографировать, могло бы ускорить и революционизировать исследования, связанные с лечением заболеваний, возникающих в человеческом мозге, включая рак и болезнь Альцгеймера.

Кастранова соединила более 350 отдельных изображений, чтобы создать этот потрясающий визуальный ряд. Изображение было получено с использованием конфокального вращающегося диска, объединяющего вместе проекции максимальной интенсивности трех отдельных Z-стеков изображений для создания окончательного восстановленного изображения.

«Изображение красивое, но оно также показывает, насколько удобными могут быть рыбки данио в качестве модели развития лимфатических сосудов», – сказал Кастранов. «До сих пор мы думали, что этот тип лимфатической системы встречается только у млекопитающих. Изучая их сейчас, научное сообщество может ускорить ряд исследований и клинических инноваций – от испытаний лекарств до лечения рака. Это потому, что рыбу намного легче выращивать и фотографировать, чем млекопитающих».


Редакция

Опубликовала
Редакция

Недавние публикации

Земля на 2000 световых лет ближе к черной дыре в центре нашей галактики, чем считалось ранее

Новая карта Млечного Пути, созданная Национальной астрономической обсерваторией Японии, показывает, что Земля движется по спирали быстрее… Читать далее

01/12/2020

Искусственный интеллект помог ученым узнать, как мозг генерирует мысли

Новые алгоритмы искусственного интеллекта позволяют распознать мозговую активность, которая отвечает за мысли и рассуждения. До… Читать далее

01/12/2020

Аяуаска. Как работает: вред и области потенциального применения ДМТ

Аяуаска - это, возможно, самый мощный галлюциноген на планете, и до недавнего времени он входил… Читать далее

29/11/2020

Мозг и Вселенная: как астрофизик и нейрохирург объединились, чтобы сравнить две самые сложные системы в природе

Астрофизик из Болонского университета и нейрохирург из Веронского университета сравнили нейронные связи в человеческом мозгу… Читать далее

26/11/2020

Нейросеть, застывшая в стекле

Нет, это не статья по типу "Адский муравей, застрявший в янтаре, мучил свою жертву 99… Читать далее

25/11/2020

Женщины достигают оргазма в 80% случаев в носках по сравнению с 50% без них

Во время исследования, в котором изучалась разница в мозговой активности женщин во время реальных и… Читать далее

24/11/2020