Процес ділення клітини HeLa. Зеленим кольором виділені гістони, жовтим - мітохондрії, фіолетовим - ендоплазматичний ретикулум.
Через два тижні після оголошення про присудження Нобелівської премії з хімії, 24 жовтня в журналі «Сайєнс» (Science) з'явилася стаття лауреата цього року Еріка Бетцига (Eric Betzig) про подальше вдосконалення флуоресцентного мікроскопа, за роботу над яким і була вручена почесна нагорода. Стаття описує технологію спостереження за протіканням процесів у клітинах, на відміну від миттєвих знімків, доступних раніше. Більш того, новий мікроскоп створює об'ємне зображення, що дозволяє вивчити процес з усіх сторін.
Суть технології флуоресцентної мікроскопії, запропонованої Бетцигом і удостоєної Нобелівської премії, полягає в активізації молекули лазером, реєстрації виниклого флуоресцентного випромінювання і подальшої обробки сигналу для підвищення точності визначення координат молекули. Обмеженнями цього методу є вимога до відносної малорухливості молекул, необхідність сконцентруватися на малій ділянці, а також ризик пошкодити зразок надмірною дозою світлового випромінювання.
Для зйомки об'єктів в динаміці Бетциг з колегами використовували інший підхід. Замість того щоб направляти на конкретну ділянку один потужний лазерний промінь, сканується лише один шар, завдяки чому створюється зображення в зрізі. Потім джерело світла швидко переміщується і формує зображення в іншій площині. Встановлення може робити подібні знімки близько 1000 разів на секунду, формуючи, по суті, чотиримірне просторово-тимчасове зображення. Отриманий масив даних можна перетворити на відео з можливістю розгледіти процес з будь-якого боку, наприклад, щоб побачити скорочення м'язів зародка хробака.
Можливість бачити процеси в клітинах в реальному часі, та ще й в 3D, не далася даром - натомість довелося дещо поступитися дозволом. Однак воно достатньо для того, щоб вивчати об'єкти розмірами від молекули до ембріона. При цьому інтенсивність випромінювання, що припадає на окремі ділянки зразка, набагато нижча, ніж у технології, раніше удостоєної Нобелівської премії.
Для демонстрації можливостей нового мікроскопа дослідники створили і опублікували кілька відеороликів, які можна переглянути на сайті журналу. Вже зараз працюючі прототипи мікроскопа надійшли в лабораторії, і в майбутньому Бетциг сподівається оснастити ними якомога більше профільних закладів.
