Взгляните на клетки по-новому: Яркие микроскопические снимки победителей Nikon Small World 2026

Холодным февральским утром в Эдинбурге, Шотландия, у Патрика Хики закончились живые образцы для микроскопа. Растения и грибы в его саду засохли, а летние лужи с их богатой биологической жизнью давно замерзли. Миколог из Hypha Research Ltd., Хики изучал митохондрии – клеточные органеллы, вырабатывающие энергию, – используя листья растений. Он собирался прорастить семена горчицы для свежих образцов, но не хотел ждать. Заваривая кофе на кухне, он заметил морозостойкую традесканцию, свисавшую с подоконника. "Я отщипнул небольшой кусочек, положил его в карман, отнес в лабораторию и был поражен увиденным", – рассказал Хики.

Под микроскопом митохондрии быстро перемещались внутри клеток. Они ловко маневрировали вокруг более медленных хлоропластов, словно мотоциклисты в потоке машин. "Там кипела жизнь", – добавил Хики. Его замедленная видеозапись этого микроскопического танца, отмеченная на конкурсе Nikon Small World in Motion 2026, показала тесное взаимодействие органелл: хлоропласты (красные) превращают солнечный свет в сахар, а митохондрии (зеленые) преобразуют сахар в энергию.

Конкурс Nikon Small World, основанный в 1974 году, отмечает выдающиеся достижения в микроскопии. Ежегодные состязания демонстрируют не только развитие креативной фотомикрографии, но и прогресс технологий визуализации.

Хики, как и многие другие лауреаты, использовал метод конфокальной лазерной сканирующей микроскопии. В отличие от обычного микроскопа, который освещает весь образец сразу и может давать нечеткие изображения, конфокальный микроскоп фокусируется на одном уровне глубины за раз. Сначала исследователи "метят" образец флуоресцентными красителями, которые прикрепляются к определенным клеточным структурам. Затем лазер освещает тонкий слой образца, и микроскоп фиксирует возникшую флуоресценцию. Постепенно, сканируя линию за линией, система строит детальное изображение.

С развитием технологий визуализации растет и наше понимание клеточных процессов. Видео Хики показало, что митохондрии гораздо динамичнее, чем считалось ранее. Это указывает на то, что они "больше, чем просто 'энергетические станции клетки'", – отметил он. "Митохондрии, вероятно, участвуют в цитоплазматическом потоке, передаче сигналов и взаимодействии с другими органеллами".

Другие яркие примеры клеточного мира, отмеченные на конкурсе:

Келин Вулф и Рэйчел Фланнери из Института Аллена для создания изображения нейронов в ткани мозга мыши применили собственноручно собранный светолистовой микроскоп. В светолистовой флуоресцентной микроскопии тонкий лист света освещает образец, который затем сканируется слой за слоем. Вулф отметила: "Надеюсь, люди почувствуют благоговение перед тем, насколько сложен, красив и необъятен мозг".

Гаури Кулькарни из Медицинской школы Университета Уэйк-Форест выращивает в своей лаборатории миниатюрные органы для изучения болезней. Среди них – ткань кишечника человека размером 1,3 миллиметра, показанная на снимке. Светящаяся сеть демонстрирует связи между эпителиальными клетками, формирующими здоровый кишечный барьер. Этот барьер действует как микроскопический страж, не допуская проникновения вредных микробов и пищевых токсинов в кровоток. Кулькарни сказала: "В науке мы часто полагаемся на сухие данные и цифры для понимания болезней, но фотомикрография соединяет логику и эмоции".

На изображении трахеи мыши, созданном Жюльеном Рессегье из Университета Осло для изучения взаимодействия нервной и иммунной систем, верхний слой показывает эпителий — внешний слой кожных клеток. Каждая зеленая точка — ядро отдельной клетки. Ниже расположена черная базальная мембрана, состоящая в основном из коллагена; она придает структуру и действует как фильтр. Толстый желтый слой выявляет актин, упакованный в гладкомышечных клетках, которые контролируют движение воздуха по трахее. Еле заметный темно-синий слой вверху справа — это "та слизь, которую вы откашливаете и выплевываете", – пояснил Рессегье.

Изображение эндотелиальной клетки печени крысы, сделанное Франсиско Лазаро-Диегесом из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна, демонстрирует актиновые филаменты (коричнево-оранжевые) и микротрубочки (белые). Обе эти белковые структуры совместно придают клетке форму. На снимке видны внутриклеточные промежутки; эти отверстия могут нарушать защитный кровяной барьер печени и указывать на повреждение, воспаление или рак.

Пьер Но, Лоран Коджабачинян и Камиль Бутен из Центра интегративной биологии в Тулузе изучали эмбриональные клетки кожи шпорцевой лягушки Xenopus, которые имеют реснички, показанные здесь зеленым цветом. Они бьются синхронно, создавая волну движения жидкости вдоль поверхности клетки. Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия позволила исследователям различить отдельные реснички, центриоли, которые их закрепляют (красные), и границы клеток (белые), помогающие клеткам держаться вместе.

Trypanosoma cruzi — паразит, вызывающий болезнь Шагаса. Это внутриклеточный патоген, способный заражать почти все типы клеток млекопитающих. Ричард Атертон из Лондонской школы гигиены и тропической медицины сделал этот снимок "гнезда" T. cruzi внутри клетки-хозяина. Атертон сказал: "Если мое изображение хоть немного повысит осведомленность о болезни Шагаса, я буду рад. Также надеюсь, что оно сможет заинтересовать людей наукой, природой и бесконечными микроскопическими мирами, скрытыми вокруг нас".