При рассмотрении в специализированные микроскопы микробные клетки демонстрируют индивидуальную картину флуоресценции или сигнатуру, которая зависит от смеси биомолекул, содержащихся в клетках. Эта сложная смесь с характерным характером, в свою очередь, зависит от типа микроба и его физиологического состояния, например, от того, растет ли он или что потребляет в качестве источника пищи.
Исследователи Университета Цукуба разработали новый метод, названный CRIF (врожденная флуоресценция отдельных клеток с помощью конфокальной отражательной микроскопии), для обнаружения признаков флуоресценции отдельных микробных клеток. Этот метод является неразрушающим, то есть клетки остаются живыми, и позволяет изучать клетки в реалистичной трехмерной среде. Важно отметить, что новый метод можно использовать для просмотра отдельных клеток в смесях разных типов микробов, в отличие от многих стандартных методов, которые лучше всего работают с «чистыми» популяциями, где все клетки одинаковы. Команда недавно опубликовала свои выводы в Applied and Environmental Microbiology..
"Мы использовали конфокальный микроскоп, который может генерировать изображения из трехмерных материалов - это похоже на сравнение последовательности срезов для создания изображения целой неповрежденной структуры. Это позволило нам найти расположение микробов. клеток в образце», - говорит ведущий автор и соавтор Ютака Явата. «Объединив это со спектроскопией для измерения набора флуоресцентных сигналов под микроскопом, мы смогли увидеть различные типы микробов в образце и прочитать их сигнатуры, чтобы идентифицировать отдельные клетки."
Команда обучала компьютерные модели считывать флуоресцентные сигнатуры и различать разные типы клеток. Модели научились автоматически распознавать клетки, даже при взгляде на разные клетки с очень похожими формами и размерами, и анализировать изображения на наличие клеточных сигнатур, чтобы идентифицировать клетки в соответствии с их типом и физиологическим состоянием.
«Наш метод распознавания и отслеживания врожденных флуоресцентных сигнатур каждой из отдельных клеток в трехмерных образцах открывает захватывающие новые возможности для изучения смешанных микробных популяций, встречающихся в естественной среде», - говорит соавтор. Нобухико Номура. «Это поможет исследователям понять, как микробы растут и взаимодействуют друг с другом в реальном мире».