Denník N

Zverejnili najlepšie vedecké videá spod mikroskopu, prvé miesto získala aj slovenská vedkyňa

Víťazné video zobrazuje rast koreňa rastliny s názvom arábovka Thalova počas 17 hodín. Reprofoto - Dr. Daniel von Wangenheim/Youtube
Víťazné video zobrazuje rast koreňa rastliny s názvom arábovka Thalova počas 17 hodín. Reprofoto – Dr. Daniel von Wangenheim/Youtube

Výskum rastliny arábovky Thalovej umožňuje poznávať a pochopiť všeobecné princípy molekulárnych a genetických procesov regulujúcich rast a vývoj rôznych druhov rastlín, vrátane kultúrnych plodín, vraví vedkyňa Eva Benková.

Nikon Small World je súťaž, na ktorej každoročne oceňujú najkrajšie fotografie a videá zachytené mikroskopom. Pochádzajú z rôznych vedeckých disciplín – od biológie cez chémiu a biochémiu až po medicínu a fyziku – a kombinujú umenie s vedou.

Výsledkom sú úchvatné zábery procesov, ktoré nedokážeme pozorovať voľným okom. Vedci používajú rôzne druhy mikroskopov a zobrazovacích techník, ktoré im umožňujú nahliadnuť do mikrosveta buniek, tkanív, ale aj elektroniky.

Víťazov v kategórii Nikon Small World in Motion vyhlásili minulý štvrtok, išlo v poradí o siedme udeľovanie cien v tejto kategórii (víťazov v kategórii Fotografia vyhlásia neskôr v októbri).

Prvé miesto získalo video rastu koreňa rastliny, ktoré zachytil tím Daniela von Wangenheima z rakúskeho Inštitútu vedy a technológie. Súčasťou tímu je aj Slovenka Eva Benková, ktorá vedie výskumnú skupinu na Inštitúte vedy a technológie v rakúskom Klosterneuburgu.

Prvé miesto: video rastu koreňa rastliny

Tím von Wangenheima zaznamenal video pomocou konfokálneho mikroskopu pri 20-násobnom zväčšení. Pozorovali rast koreňa rastliny s názvom arábovka Thalova počas 17 hodín, koreň za tento čas narástol o 4 milimetre.

Ako sa pre Denník N vyjadrila Eva Benková, „v súčasnosti je Arabidopsis thaliana jedna z najviac skúmaných modelových rastlín. Je to hlavne pre jej jednoduchú anatomickú stavbu tela, nenáročnosť na pestovanie, kultivačné podmienky a krátky životný cyklus. Výskum tejto rastliny nám umožňuje poznávať a pochopiť všeobecné princípy molekulárnych a genetických procesov regulujúcich rast a vývoj rôznych druhov rastlín, vrátane kultúrnych plodín.“

„Na rozdiel od iných organizmov je rastlina trvalo pripútaná k jednému miestu. Musí teda dokonale využívať podmienky prostredia, v ktorom žije. Rast koreňa je toho unikátnym príkladom. Podľa dostupnosti vody či minerálnych látok koreň prispôsobuje rýchlosť alebo smer rastu, čím zabezpečuje rastline optimálny príjem potrebných látok. Presné pozorovanie koreňa počas rastu nám umožňuje spoznávať molekulárne mechanizmy, ktoré sprostredkovávajú komunikáciu rastlín s prostredím,“ dodala vedkyňa Benková.

Prvé miesto na Nikon Small World in Motion: video rastu koreňa rastliny. Zdroj – Youtube

 

Video bolo súčasťou nedávno publikovanej štúdie v časopise eLife, v ktorej autori skúmali rast rastlín počas pôsobenia prirodzenej gravitácie. Išlo o náročný proces, pretože tradičné mikroskopy pracujú s horizontálne položenou vzorkou. Pre pozorovanie vplyvu gravitácie musela byť rastlina otočená vertikálne, teda tak, ako by rástla prirodzene.

„Hlavnou výzvou bola úprava mikroskopu tak, aby sme mohli pozorovať rast koreňa v smere pôsobenia gravitácie. Všetky štandardné mikroskopy majú manipulačný stolík, na ktorom sa pozoruje materiál v horizontálnej polohe,“ vysvetlila molekulárna biologička a genetička Benková.

Vedkyňa dodala: „Mikroskop sme museli upraviť tak, aby sme mohli vzorky pozorovať aj vertikálne a zároveň aby sme zachovali podmienky pre čo najoptimálnejší rast rastliny. Celý projekt si vyžadoval odborníkov s rôznou expertízou. Išlo o tímovú prácu, ktorej výsledkom je unikátny mikroskop a príslušný program, ktoré nám umožňujú sledovať rast a vývoj koreňa s výnimočným optickým rozlíšením.“

Druhé miesto: kvapôčky potu na ľudskom prste

Video spravili Tsutomu Tomita a Shun Miyazaki z Japonka pomocou stereomikroskopu pri zväčšení 5x až 40x. Aby dvojica vedcov dokázala zaznamenať potenie na ľudskom prste, ukázali dobrovoľníkom video ľudí, ktorí liezli po mrakodrapoch.

Tretie miesto: hojenie rany

Bronz si odniesol Japonec Satoshi Nishimura z Jichi Medical University, ktorý dvojfotónovým mikroskopom pri 400-násobnom zväčšení zachytil akumuláciu leukocytov a krvných doštičiek počas hojenia rany u myši.

Štvrté miesto: mikrotubuly v bunkách

Video mikrotubúl, teda bunkových štruktúr podporujúcich tvar bunky, zachytil Bezia Laderman z Harvardu pomocou fluorescenčného mikroskopu pod 4-násobným zväčšením.

Na videu sú mikrotubuly zobrazené modrou farbou, zatiaľ čo molekuly bielkoviny kinezín majú ružovú farbu.

Piate miesto: tekuté kryštály obkolesujúce kvapky vody

Piate ocenené video zachytáva takzvané tekuté kryštály s helikálnym usporiadaním, ktoré sa na povrchu kvapiek vody usporiadavajú do vrstiev. Výsledné štruktúry sú vďaka svojej rôznej orientácii chirálne (asymetrické). Keď nimi prechádza polarizované svetlo, otočia jeho rovinu doľava alebo doprava.

Na ich pozorovanie bolo treba použiť mikroskop s polarizovaným svetlom pri 10-násobnom zväčšení.

Výber čestných zmienok:

Bunka melanómu

Rakovina kože patrí k najrozšírenejším formám rakoviny, celosvetovo je zodpovedná až za 40 percent prípadov rakoviny. Jej najagresívnejšou formou je melanóm, ktorý sa prejavuje tmavými nepravidelnými znamienkami, zmenou v pigmentácii, svrbením či krvácaním.

Na videu sú zobrazené bunky melanómu s označeným endoplazmatickým retikulom (zelená) a bielkovinou aktín (červená). Video bolo zaznamenané konfokálnym mikroskopom pri 2745-násobnom zväčšení, autorom je Gregory Adams.

 

Bruško svätojánskej mušky

Steven G. Cook z americkej Alabamy natočil s využitím bioluminiscenčného mikroskopu pri 10-násobnom zväčšení bruško svätojánskej mušky druhu Photinus pyralis. Bioluminiscencia je proces, počas ktorého žijúci organizmus dokáže vyžarovať svetlo.

 

Pixely na obrazovke smartfónu

Andrew Melia zo singapurského Institute of Technical Education pozoroval pod svetelným mikroskopom pri 4-násobnom zväčšení pixely na obrazovke smartfónu počas zobrazovania animovaných obrázkov a emotikonov.

Tvorba kvapôčok v mikrokvapalinovom systéme

Mikrofluidika je metóda, počas ktorej sa skúmajú, kontrolujú alebo manipulujú kvapaliny. Táto nanotechnológia sa často využíva v biológii a chémii: kombináciou dvoch inak nemiešateľných kvapalín v úzkych kanálikoch vznikajú emulzie s kontrolovanou veľkosťou a distribúciou kvapôčok. V nich môžu rásť bunky, prebiehať chemické reakcie či pracovať enzýmy.

Uvedené procesy pozorovali Mostafa Yourdkhani a Shijia Tang z Beckmanovho inštitútu pokročilej vedy a technológií. Využili vysokorýchlostnú mikroskopiu s 5-násobným zväčšením a sledovali tvorbu emulzie v zmesi vody a oleja.

 

Vývoj embrya ryby zebrička (danio pruhované)

Úžasné zábery vývoja embrya rybičky s názvom danio pruhované (známa aj ako zebrička) zachytili anglickí vedci z Inštitútu pre výskum rakoviny v Cambridge. Gopi Shah pozorovala 800 minút pod 10-násobným zväčšením vývoj embrya a využila na to svetelný mikroskop.

Zdroj: Nikon Small World

Teraz najčítanejšie