Топ 11 фото 2010-2020, сделанных с помощью микроскопа

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.

---

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.

---

---

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.

---

---

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».

---

---

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».

---

---

---

---

---

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».

---

---

---

---

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».

---