Глубины клеточных структур

Глубины клеточных структур

Интересен и сам процесс приема и адаптирования этих микрочастиц, находящихся по своим размерам, как мы уже указывали, на уровне, граничащем с возможностью их опознавания и определения внутри клеток или других им подобных структур. Это стало возможным благодаря применению новых методов модернизации старых световых микроскопов, о чем было сообщено в журнале «Science» (294, с. 1929).

Дело в том, что старые световые микроскопы в последнее время празднуют свое возвращение в микробиологические лаборатории. Они позволяют реализовать устремления ученых проникнуть глубоко в мир наших органов и клеток, однако детализованный анализ клеточных структур не может быть достигнут посредством этих приборов из-за их слабой разрешающей способности, поскольку длина волны видимого луча ограничивает воспроизводимую точность на уровне 0,2 мкм.

Эту границу легко преодолевает электронный микроскоп. Если образцы облучить вместо света электронами, то точность воспроизводства увеличивается в 1 000 раз — до 0,2 нм. Это позволяет оценить внутренние структуры клеток, вирусов, микробов и даже отдельных протеинов.

Электронная микроскопия имеет один существенный недостаток: пробы или образцы должны подвергаться анализу только в условиях вакуума, для чего их необходимо абсолютно обезвоживать. Таким образом, в противовес световой микроскопии, на электронных микроскопах исключается проведение исследований живых организмов. Чтобы этого избежать, световые микроскопы были усовершенствованы применением лазера как источника света, что вместе с применением флюоресцирующих добавок и последующих дигитальных обработок цветных изображений посредством компьютерной техники дает очень высокую степень воспроизводства рассматриваемых объектов.

Так, например, ученые из Мюнхена сумели показать, как происходит процесс внедрения отдельных вирусных частиц в живую клетку, сделав видимым их путь. Об этом впервые сообщалось на страницах американской прессы. Объектами наблюдений были избраны маркированные флюоресцирующими красящими веществами AAV-вирусы. Путешествия более чем 1 000 вирусных частичек были дигитально запечатлены и проанализированы. Исследуемые вирусы не вели себя агрессивно, совсем наоборот, они были очень дружественно настроены.

Прежде чем проникнуть внутрь клетки, вирусы позволяют себе «в духе хороших манер» известить о своем приходе посредством четырехкратного постукивания. Этот «стук» длится примерно 62 мс, тем самым общий процесс оповещения вместе с интервалами длится около 3,2 с.

Биологический смысл «оповещения» еще не совсем ясен: возможно, вирусы все это время ищут на поверхности клетки соответствующий удобный рецептор, который, обеспечивая прочный контакт между поверхностью клетки и вирусом, может направить его в глубь клетки. Только 13 % прибывших и оповестивших о себе вирусов в действительности проникают в глубины клеточной конструкции. Они окружаются поодиночке клеточной мембраной и увлекаются вовнутрь клетки, где освобождаются от мембранной оболочки и следуют далее уже самостоятельно.

Ученые неоднократно наблюдали случаи, когда вирусы использовали движущиеся протеины, чтобы как можно скорее достигнуть своей цели — клеточного ядра. Если раньше считалось, что вирусам необходимы два часа для того, чтобы из внешнего окружения проникнуть в ядро клетки, то мюнхенские результаты показали, что половина из них проходит этот путь за I 5 мин. Интересно, что вирусы достаточно быстро передвигались и внутри клеточного ядра, где проложены самые настоящие «шоссейные дороги», причем их число варьировалось в пересчете на клеточное ядро от одного до пяти.

Эти быстрые пути передвижения — односторонние, причем через каждый такой канал следуют один за другим до пяти различных частичек-вирусов. Возможно, эти каналы также ускоряют доставку вирусной наследственной массы в клетку ядра. И именно тогда в полной мере начинается обман гостеприимного хозяина миролюбивым на вид пришельцем, когда, внедрившись в ядро, «гости» начинают из своих наследственных резервов воспроизводить себе подобных.

Как мы видим, наличие современной аппаратуры, развитие ее технических возможностей позволят определить не только статику явлений, но и разглядеть динамику процессов во всем своем многообразии, начиная от момента появления первых изменений до конечных новообразований. Причем применение кино— и фотосъемки дает нам возможность репродуцирования различных явлений для детального анализа и сбора статистически объединяющих данных.

Однако обнаружение, восприятие и воспроизводство процессов на клеточном уровне с помощью современных средств, например на простейших малоклеточных организмах, может привести к вопросу — как далеко «назад» надо проследить начало какого— либо биологического явления.

Многие биологические, а теперь, как уже известно, не только биологические, но и биохимические, термодинамические, бионейрологические и многие другие процессы еще неопознаны, но желают быть разгаданными самим этим симбиозом и многообразием, синтезированным в понятии человек.

А ученым остается лишь открывать все новые и новые факторы, связанные с возникновением БА, и устанавливать зависимость между ними.

Конечно, ученым многое удается, и они постоянно стремятся достичь большего, ибо после очередного успеха приходит новое видение перспективы, создаются предпосылки для новых открытий. Мы много знаем, но многого и не знаем. При всей видимой простоте процесса образования амилоида Альцгеймера трудно однозначно определить причины, которые являются ключевыми в возникновении этих отложений, даже при многочисленных попытках ученых, посредством упрощенных интерпретаций и допущений, создать общепонятную картину этого процесса не только для обывателя, но и для специалистов. Как мы уже говорили, ученые узких специализаций решают конкретные задачи, которые затем совмещаются, синтезируются и приводят нас к очередным заключениям, степень однозначности и важность которых еще необходимо установить.

Успехи, основанные на отдельных открытиях, несмотря на все старания и эмоциональные потрясения к значительным результатам не привели. Они показали, что однозначную причину возникновения БА установить сложно и в настоящее время еще невозможно, а многофакторность модели, на пути к разработке которой находятся ученые, еще далека от своего завершения. И как следствие, научные поисковые работы не обещают появления новых медикаментов в довольно длительной перспективе, а ученым разных направлений остается лишь открывать все новые и новые факторы, связанные с возникновением БА, и устанавливать зависимость между ними.