Seeprakala-alkio kokonaisuutena katsottuna, joka koostuu yli 26 000 yksityiskohtaisesta kuvasta. Kuva Journal of Cell Biology -lehden kautta
Kun Google Earth julkaistiin ensimmäisen kerran vuonna 2005, monilla meistä oli samanlainen kokemus. Tuijoten silmällään tietokoneen näytöllä ja lähestyimme avaruudessa olevaa maapallon kuvaa näkymään Pohjois-Amerikkaan, sitten Yhdysvaltoihin, sitten kotivaltioemme, sitten kaupunkiin ja sitten naapurustoon, jota lopulta mesmerisoi näkymä vain meidän oma talo tai kerrostalo.
Seuraava zoomaus yhdistetyssä seeprakalan alkion kuvassa. Kuva Journal of Cell Biology -lehden kautta
Nyt tutkimusryhmä Alankomaissa sijaitsevasta Leiden University Medical Centeristä on tehnyt saman kokemuksen mahdolliseksi biologisen kudoksen palalle. Kuten eilen julkaisussa Journal of Cell Biology julkaistaan artikkelissa, tutkijat ovat luoneet uuden tekniikan, jota he kutsuvat “virtuaaliseksi nanoskopiaksi”. Pistottelemalla yhteen tuhansia kuvia elektronimikroskoopilla, ne antavat katsojille mahdollisuuden zoomata kudostason näkymästä. alaspäin nähdäksesi yksittäisten henkilöiden solut yksityiskohtaisesti. Voit kokea tekniikan itsellesi lehden verkkosivustolla. Seeprakalan alkion kuvaa käytetään demonstraationa.
1950-luvulta lähtien elektroniset mikroskoopit ovat antaneet biologille mahdollisuuden nähdä solujen sisäiset rakenteet huomattavan yksityiskohtaisesti. Ongelma - etenkin maallikoille - on, että nämä kuvat on zoomattu niin, että on vaikea sanoa tarkalleen mitä katsot. Jokaisessa kuvassa on kaapattu pieniä osia solua, mutta erikseen tarkasteltuna niitä on vaikea kuvitella henkisesti koko solun suhteen, puhumattakaan pala kudoksesta tai kokonaisesta organismista.
Lisäksi itse tutkimusprosessi kärsii tämän lähestymistavan rajoituksista. Mikroskopistit skannaavat tyypillisesti näytteen saadaksesi pienemmän tarkkuuden yleiskuvan, ja zoomataan sitten tuottamaan yksityiskohtaisia kuvia vain alueille, jotka näyttävät kiinnostavan. Tutkijat huomauttavat, että palaaminen myöhemmin ottamaan lähikuvia muilta alueilta voi usein olla vaikeaa, ellei jopa mahdotonta, koska tietyt säilötyt näytteet voivat pilaantua ajan myötä.
Vastauksena tutkimusryhmä kehitti uuden tavan yhdistää tuhansia erillisiä elektronimikroskooppikuvia yhtenäisen ja vuorovaikutteisen kokonaisuuden luomiseksi. Osana prosessia kerätään tuhansia hiukan päällekkäisiä kuvia yhdessä alkuvaiheessa. Sitten automatisoitu ohjelmisto yhdistää ne käytännöllisesti yhteen käyttämällä yksittäisten kuvien suuntauksen metatietoja ja algoritmia, joka vertaa kussakin kuvassa olevia samankaltaisia ominaisuuksia sen määrittämiseksi, mihin ne tulisi sijoittaa.
Esitetty seeprakalan alkio koostuu yli 26 000 yksittäisestä kuvasta. Valtava tiedosto painaa yhteensä 281 gigapikseliä, 16 miljoonaa pikseliä tuumaa kohti. Koko alkio on 1, 5 mm pitkä ja voit siirtyä pienennetystä kokonaiskuvasta yksityiskohtaiseen näkymään rakenteista, kuten ytimestä, tietyn solun sisällä.
Uusi tekniikka on enemmän kuin Internet-viihdettä tieteellisesti suuntautuneille. Tutkijoiden mukaan heidän uutta menetelmää voidaan käyttää auttamaan muita tutkijoita tekemään löytöjä, koska he pystyvät paremmin yhdistämään rakenteita monen mittakaavan toimintoihin. Todisteena he käyttivät tekniikkaa seeprakalan alkion, ihmisen ihokudoksen, hiiren alkion ja hiiren munuaissolujen analysointiin.
