Vědci z Centra regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum (CRH) našli způsob, jak proniknout do hlubokého nitra živých rostlinných buněk pomocí superrozlišovacích a environmentálních laserových mikroskopů, aniž by zkoumané objekty došly k újmě.
Pokud totiž dříve chtěli pozorovat rostlinné buňky v komerčně dostupných laserových mikroskopech, nedařilo se jim rostliny sledovat po delší dobu. Takové zkoumání pro ně totiž znamená velký stres a záhy uhynou.
Vědci z Oddělení buněčné biologie CRH ale našli způsob, jak živým rostlinám i během mikroskopického zkoumání zajistit optimální podmínky pro život.
„Dokážeme zajistit to, že rostlina i v uzavřeném prostoru uvnitř mikroskopu dostává výživu ke kořenům a není přerušena výměna kyslíku a oxidu uhličitého,“ nastínil Miroslav Ovečka z CRH. To je společným pracovištěm přírodovědecké fakulty Univerzity Palackého, Ústavu experimentální botaniky Akademie věd ČR a Výzkumného ústavu rostlinné výroby.
Ukázka práce olomouckých vědců - vizualizace mikrotubulů v listové buňce tabáku pomocí superrozlišovací mikroskopie.
„Rostlina tak může stále růst a my vidíme její orgány, pletiva a buňky v kontinuálním vývoji. To se dosud nikomu u komerčních mikroskopů nepodařilo,“ dodal.
Zatím si vědci postup, který otevírá rostlinným biologům zcela nové možnosti, vyzkoušeli na huseníčku a vojtěšce.
„Metoda se dá použít i na dalších druzích rostlin. Užíváme jiné, velmi šetrné osvěcování vzorků, proto je můžeme pozorovat déle. Naše know-how přípravy rostlin, které vychází z dlouholetých zkušeností, je ve světě velmi žádané,“ uvedl vedoucí výzkumného týmu Jozef Šamaj.
Vědci buňky pozorovali v donedávna nemyslitelném rozlišení
Tím ale objevy olomouckých vědců nekončí. George Komis a Olga Šamajová z CRH ve spolupráci s kolegy z Ústavu molekulární a translační medicíny v Olomouci připravili metodiku pro superrozlišovací mikroskopii založenou na strukturovaném osvětlení buněk, tedy nasvěcování přes strukturní mřížku.
Tuto metodu využili před časem jako první na světě pro zkoumání živých rostlinných buněk a díky tomu viděli živé buněčné struktury v pohybu, a navíc v rozlišení, které bylo do té doby pro běžnou mikroskopii nepředstavitelné.
„Nyní jsme vypracovali univerzální protokol, v němž umíme uplatnit výhody metody vysokého mikroskopického rozlišení při zkoumání různých typů rostlinných buněk. Dostáváme se až na hranici rozlišení 120 nanometrů, což je zhruba polovina takzvaného Abbého difrakčního limitu pro světelnou mikroskopii. Ještě nedávno jsme ho považovali za neprolomitelnou fyzikální bariéru,“ shrnul Šamaj.
Obě metodiky, které nedávno publikoval i prestižní časopis Nature Protocols, podle vědců přispívají k rozvoji pokročilé mikroskopie, díky němuž mohou rostlinní biologové lépe poznávat dění uvnitř živých rostlinných organismů.
„Tato oblast se velmi rychle rozvíjí a počet pracovišť, která tyto metody budou využívat, určitě poroste. Předpokládáme, že tím se zvýší i zájem o naše know-how,“ shodují se oba vědci. Že jde o dlouhodobou práci přitom dokazuje fakt, že sběrem dat a přípravou článků strávili výzkumníci z CRH zhruba tři roky.
