При помощи микроскопа нового типа, изобретенного и изготовленного специалистами Морской биологической лаборатории (Marine Biological Laboratory, MBL), ученым удалось увидеть и измерить плотность гетерохроматина (heterochromatin), чрезвычайно сжатой формы хромосомного материала, которая находится в ядре клеток человека и некоторых других живых существ. До последнего времени считалось, что в этой хромосомной «темной материи» содержится некодирующая ДНК и неактивные гены. Однако, согласно результатам некоторых недавних исследований, эта ДНК не является полностью бездействующей.

К сожалению, даже самые современные методы микроскопии не позволяли до сегодняшнего времени произвести углубленное изучение «гетерохроматинной» ДНК, что требовалось для понимания ее роли в «клеточной механике». И палочкой-выручалочкой в данном случае стал новый тип микроскопа – OI-DIC (orientation-independent differential interference contrast), возможность создания которого была обоснована еще в 2000 году.

«Наша работа является демонстрацией успешного сотрудничества и взаимодействия биологов, разработчиков научной техники и специалистов в области информационных технологий» – рассказывает Дэвид Марк Велч (David Mark Welch), директор Исследовательского отдела Морской Биологической Лаборатории.

Исследования гетерохроматина при помощи OI-DIC-микроскопа, со слов ученых, являются первым практическим применением этой технологии. Эта технология является идеальной для проведения долговременных исследований живых клеток и изолированных органоидов, которые при этом не подвергаются никаким агрессивным внешним воздействиям.

Традиционная DIC-технология широко используется учеными-биологами с 1970-х годов для получения изображений живых клеток. В 1980-х годах эта технология была значительно усовершенствована, благодаря чему при ее помощи можно было получать изображения высокого качества и разрешающей способности. Но усовершенствование не избавило технологию от ее главного недостатка – для получения полного снимка требуется произвести несколько поворотов образца на строго определенный угол. В отличие от технологии DIC, микроскоп OI-DIC освещает образец последовательно несколькими лучами света и на основе множества отдельных снимков при помощи сложных алгоритмов воссоздает результирующее изображение.

«Новый микроскоп обеспечивает наилучшее на сегодняшний день соотношение разрешающей способности изображения к его контрастности. Сейчас при помощи такого микроскопа мы можем рассмотреть детали, размером в 250 нанометров» – пишут ученые из Национального института Генетики, Япония, которые принимали участие в разработке нового микроскопа, – «В скором времени мы закончим разработку улучшенного алгоритма обработки данных, что позволит нам увеличить еще больше разрешающую способность микроскопа. А исследователи из Чикагского университета закончат к этому времени разработку новой оптической OI-DIC-системы, которая позволит нам получать трехмерные изображения исследуемых объектов».