Для того чтобы получить детализированное до уровня отдельных молекул высококачественное рентгеновское изображение живых клеток, ученые погружают эти клетки в специальные защитные химические растворы. Но в большинстве случаев такой метод не приводит к желаемому результату: клетки погибают и их внутренняя структура претерпевает необратимые изменения.

Ученые из германского исследовательского центра DESY нашли способ произведения безопасной рентгеновской съемки, при помощи которого ими были сделаны первые в истории науки рентгеновские снимки процессов, протекающих внутри отдельных живых клеток.

В работе, опубликованной в онлайн-издании Physical Review Letters, ученые описывают структуру разработанной ими системы, позволяющей произвести высококачественную рентгеновскую съемку живых клеток.

Ученые использовали раковые клетки опухли надпочечной коры, которые были искусственно выращены на поверхности тончайших пластин из нитрата кремния – материала, почти полностью прозрачного для рентгеновских лучей. Пластины с клетками были погружены среду, наполненную питательными веществами, а продукты метаболизма клеток удалялись сквозь сеть крошечных отверстий, проделанных в пластине.

Поскольку длительное воздействие высокоэнергетическим рентгеновским излучением может убить или повредить внутренние структуры клетки, исследователи использовали череду коротких, 0.05-секундных импульсов излучения.

Каждый из импульсов позволял получить отдельное высококачественное изображение, на котором видны отдельные элементы, размеры которых равны долям нанометра. Анализируя последовательность изображений, ученые пришли к выводу, что короткие импульсы рентгеновского излучения не нарушили жизнедеятельности клетки, на что указывало то, что разница между положениями некоторых из 30 структур в пределах клетки отличалась от снимка к снимку на 50 нанометров.

Полученная возможность заглянуть при помощи рентгена внутрь клеток и возможность воочию увидеть происходящие там процессы послужат тем, что существенно расширит наши знания о строении и функционировании живых организмов.